在漫威漫画和电影中,蜘蛛侠可以通过吐出蛛丝爬上屋檐,穿过高楼大厦。这一幕想必给大家留下了深刻的印象。
来源:电影《复仇者联盟》截图然而,在现实生活中,我们看到的蜘蛛丝非常脆弱,根本经不起破坏。那么问题来了,蛛丝真的有那么大的威力吗?今天,就让我们一起来探寻这神奇的蛛丝。
蛛丝,不是吐出来的
熟悉蜘蛛侠的小伙伴们都知道,蜘蛛侠将自制的蛛丝发射器安装在手腕上,吐丝的习惯让很多人以为蛛丝是从嘴里吐出来的。
蛛丝发射器,来源:《超凡蜘蛛侠》电影片场真的是这样吗?
蜘蛛身体构造,来源:《The Very Busy Spider》蜘蛛腹部尾端有多个丝腺体。蛛丝蛋白是蛛丝的原料,通常以液体形式储存在丝腺中。此外,蜘蛛腹部还有3-4对被称为纺纱机的器官。它们的纺织管与丝腺相通。必要时,这些液体会从丝腺流出,通过纺织管进入纺织容器,然后排入空气中。原本液态的蜘蛛丝在空气中迅速变硬,成为我们每天看到的丝线形式。
在制作蛛丝时,蜘蛛通常需要将丝液固定在一个点上,然后快速移动身体,将丝液拉成线,所以准确地说,蛛丝不是吐出来的,而是拉出来的。如果将蜘蛛丝从固定点上取下,或者腹部被固定到不能移动,蜘蛛就不能正常生丝。
不结网的跳蛛而且,也不是所有的蜘蛛都会用蛛丝结网(比如跳蛛就不结网),不过即便是不结网的蜘蛛,大多也还是保留了“吐”丝的能力,用蜘蛛丝来传递信息、包裹小宝宝,或是作为旅行时的“保险丝”——由于蛛丝主要由蛋白质构成,食物匮乏时还可以把自己以前生产的蛛丝当食物吃掉。每只蜘蛛体内都有各种各样的丝腺。每个丝腺可以产生不同的丝蛋白,可以根据需要产生不同的蛛丝。
比钢筋还强的蛛丝
细蜘蛛丝有多结实?可能很多人都没有认真思考过这个问题。毕竟在日常生活中,一根蛛丝轻轻一摸就能断。事实上,蜘蛛丝虽然细长,但它是迄今为止最有弹性的天然纤维。
有人专门做过研究,发现蛛丝的强度比同等厚度的钢丝要高得多。蜘蛛网在阻止快速飞行的昆虫后仍然可以毫发无损。照此计算,要阻止一架飞行中的波音747,只需要一根铅笔般细的蛛丝。蜘蛛丝在弹性、柔韧性、耐热性和抗紫外线性方面也非常突出,被科学家称为生物钢。此外,蜘蛛丝在临床医学、人工器官等方面有着非常广泛的应用前景。
神奇蛛丝哪里找?
蜘蛛丝因其结实、结实、与人体高度相容性等特点,成为材料科学、军事科学、临床医学等领域的研究热点。长期以来,科学家们一直在寻找大规模生产人造蜘蛛丝的方法。许多科学家试图通过转基因技术将合成蛛丝的基因植入山羊体内,从羊奶中提取蛛丝蛋白。除了原材料,结构也是人造蜘蛛丝需要解决的重要问题。
原子力显微镜下的褐色隐士蛛丝通过在显微镜下的观察,研究人员发现,我们肉眼看到的一条蛛丝,其实是由很多条蛛丝组成的,它们像绳子一样组合在一起,而每条单条蛛丝都包含了数千条平行的“纳米链”。一只棕色逃生蜘蛛的蛛丝由大约2500条纳米链组成。这种特殊的结构赋予了蜘蛛丝高强度和延展性。
不仅如此,蜘蛛还有一种特殊的强化蛛丝的方式。每毫米左右,喷出一个特殊的微圆结构来加强蛛丝结构。
人造蜘蛛丝,来源:Bolt Threads尽管关于蛛丝的研究已经取得了一定的成果,但是蛛丝的成丝机制仍未能完全阐释,因此目前的人造蛛丝各方面性能依然逊色于天然蛛丝。小蜘蛛卢卡斯
但科学家们仍在探索,期待有一天能生产出更多高质量的仿真蜘蛛丝,用于各个领域的应用。
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审计专家冉浩,著名科学作家
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