揭开蜘蛛丝的另一个秘密——它是一根电缆！
科学家们正在揭开自然界最有趣、最有潜在价值的材料之一——蜘蛛丝的秘密。
威廉玛丽大学应用科学系的Hannes Schniepp说，一根蜘蛛丝的强度是同样重量的钢索的五倍。他的佳博体育一直在揭开棕色隐士蜘蛛力量背后的秘密。
他们的最新发现是一个惊喜：棕色隐士不纺单链蛋白质纤维。
“我们希望发现纤维是一个单一的团块，”Schniepp解释说。“但我们发现，丝绸实际上是一种微小的电缆。”
该佳博体育2017年的一份报告显示，影响棕色隐士丝强度的另一个因素来自编织成这种结构的环。这项工作由美国国家科学基金会资助。蜘蛛丝是一个重要的课题，因为它的强度和韧性使合成蜘蛛丝成为材料科学和工程的“圣杯”。
“了解蜘蛛丝比昆虫丝具有更高机械韧性的原因一直是许多研究的主要动力，也是在佳博体育中合成大量蜘蛛丝的愿望。从这个角度来看，报告的结果提供了一个有趣的线索，揭示了大自然在生产惊人材料时的‘交易技巧’，”资助这项研究的美国国家科学基金会项目主任莫汉·斯里尼瓦萨劳说。
他补充说：“从分子水平上了解棕色隐士丝的特性，不仅可以让我们深入了解自然界最坚韧的材料之一，还可以为设计其他合成材料提供途径。”
Schniepp和应用科学研究生王岐觉在一篇论文中描述了他们的发现，“隐居蜘蛛丝的强度源于纳米原纤维”，发表在《ACS宏观快报》上，这是一本被高度引用的美国化学学会杂志。他们使用了一种被称为原子力显微镜的极其灵敏的技术，在分子水平上检查了蜘蛛丝的结构。
“事实证明，这种纤维是由许多纳米链组成的，”施尼普说。“每条纳米链都是由蛋白质制成的细线，直径不到百万分之一英寸。”
这篇论文报道说，一根典型的隐丝是由大约2500根纳米线组成的。Schniepp和Wang开发了一个详细的丝绸结构模型，揭示了隐士的电缆结构的其他有趣特征。
科学家们早就知道，隐士丝的横截面是平的，而不是圆的。奇怪的是，Schniepp和Wang报告说，组成电缆的纳米股或纳米原纤维并不是像绳子那样编织或扭曲，而是平行排列的。
很难描述隐士带到底有多薄。即使是人类的头发这种古老的稀疏的备用材料，也被证明是不令人满意的。
“你如何比较圆发和平发的厚度？”Schniepp问道。“如果你想做到准确，这有点棘手。”
他补充说，准确的比较不仅要考虑到隐士带的厚度，它比头发的厚度少一千倍，而且还要考虑到头发的横截面是丝线的十倍。因此，施尼普说，丝绸的横截面是人类头发的万分之一。
Schniepp和Wang还发现，单个纳米链很容易彼此分离，这表明纳米原纤维之间的联系相对较弱。但他们也发现，丝绸结构强度的一个关键在于每条纳米链的长度。
科学家们提出了许多模型来解释蜘蛛丝的组织结构，以及这种结构对韧性和强度的理想和重要特性的贡献。Schniepp说，论文中提出的结构是主要模型中最简单、最优雅的。
他说：“我们认为，棕色隐遁蛛丝的秘密本质上源于单个纳米纤维。”
