一只棕色的隐遁蜘蛛怎么会像一个武士刀匠呢？
有两种特性共同作用使得蜘蛛丝如此坚韧。
Hannes Schniepp说，蜘蛛的秘密的第一部分——蛛丝的蛋白质分子结构已经被很好地理解了。
“现代生物学为我们提供了运行序列的工具，”Schniepp说。“但这只是第一步。”
施尼普是威廉玛丽大学应用科学系的副教授。他和他的佳博体育一直在进行第二步的逆向工程：蜘蛛的旋转装置是如何机械地处理和组织蛋白质的。一些蜘蛛进化出了能够挤出丝的器官，就其大小而言，这些丝比钢强得多。他们已经从国家科学基金会获得了新的资助来继续他们的研究。
佳博体育专注于棕色隐士蜘蛛，Schniepp将其与传说中的亚洲剑匠公会相提并论。
“为日本武士工作的铁匠想出了一种非常复杂的方法来制造比其他任何剑都好的刀片，”他说。“这完全取决于他们处理材料的方式。
“最后，刀片仍然是由铁和碳制成的——但如果你正确地处理它们，你就会得到一个出色的产品，”他继续说。
日本的剑匠不会讨论他们的工艺秘密，棕色隐士也不会。因此，Schiepp佳博体育使用了一系列仪器和技术，通过对蛛网材料的详细、细致的检查来推断蜘蛛的方法。
施尼普和其他材料科学家对了解这位棕色隐士的秘密很感兴趣，因为这是合成这种物质必不可少的第一步。他指出，他的佳博体育也对其他天然丝绸感兴趣。
“棕色隐士蜘蛛是一个非常令人兴奋的模型系统，它为我们提供了丝绸如何工作的独特见解。到目前为止，我们主要关注的是棕色隐士。”“但我们认为，我们可以从隐士身上学到的东西也适用于其他丝绸——其他蜘蛛的丝绸，甚至是蚕的丝绸。所以我们在某种程度上扩大了我们的研究范围，以便更全面地了解丝绸——它们是如何工作的，它们的内部机制。”
他指出，受昆虫和蛛形纲动物产生的纤维的启发，合成蛋白质有“广泛的”可能用途。基于天然物质的材料可能比目前由化石燃料制造的塑料作物更具环境可持续性。例如，施尼普设想了一个由蛋白质制成的水瓶。
“所以你喝了水，”他说。“然后，当你完成后，你可以吃瓶子，获得每日所需的蛋白质。或者你可以把它扔到外面，一些动物会来吃它。”
施尼普说，这种有用的合成物质时代的曙光即将来临。他提到加州的一家初创公司正在用合成丝绸制作名牌服装——“价格昂贵，价格非常高”。
施尼普佳博体育的目标是推进对天然丝及其生产方式的理解，以便将合成版本扩大到精品市场以外的大规模生产。
“你一开始只生产少量，”他说，“它们自然会很贵。但随着你了解的越来越多，你学会了优化，它会变得越来越便宜。”
Schniepp佳博体育对棕色隐遁蛛丝进行了五年的研究，并在解开蜘蛛的秘密方面做出了重大贡献。他们的工作为更好地理解棕色隐士的丝绸扫清了道路。
“以前，人们有各种复杂的模型来解释丝纤维是什么样子的，是什么让丝纤维如此坚固。但一直很难直接证实这一点。”“实验证据真的很少。”
但是“隐士”蛛丝的形状与其他蜘蛛不同，施尼普的佳博体育利用这一事实，找到了一种观察蛛丝结构内部的新方法。他解释说：“我们了解到，这条缎带完全由纳米原纤维组成。”纳米原纤维的直径比人类头发细3000倍。
他们还报告说，这种丝绸是由平行排列的单个纳米原纤维组成的，而不是像绳子那样扭曲。另一项发现是，棕色隐士通过在每根丝上织出小圈来增加丝的强度。
新的NSF资助将允许佳博体育使用先进的显微镜和光谱学继续研究纳米原纤维的性质。目标是完成对丝绸的理解，从分子水平延伸到整个丝绸纤维的长度。
施尼普佳博体育的成员包括威廉与玛丽学院的本科生和博士生。施尼普表示，他将继续向K-12 STEM学生推广项目。
“我们的佳博体育里有中学生。我们为高中生提供暑期实习机会；我有几个学生在汉普顿的州长科技学院做了一年的高级研究实习，”施尼普说。“我们真的可以接触到各个层次的人，让他们对这项研究感到兴奋，也许可以影响他们中的一些人选择STEM领域的职业，帮助推进这些新技术。”
