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在佳博体育里:“挤奶”棕色隐士蜘蛛的丝绸

在Hannes Schniepp的纳米材料与成像佳博体育里,一只名叫Rabbit的棕色隐士蜘蛛被固定在众所周知的跑步机上。她很克制,但很放松。她的吐丝器正在吐出精致的丝带。这些丝线被巧妙制作的纺锤捕获。在佳博体育里的蜘蛛姐妹中,兔子是一个明星。根据肖恩·科布利08年的说法,她是最可靠的,最丰富的动感单车。他温柔地抚摸她,用柔软的棉条把她固定住;毕竟,是他给她起的名字——“兔子”,这是欧内斯特·海明威的《丧钟为谁而鸣》中玛丽亚(“我的小兔子”)的昵称。

即使从资深材料科学家、威廉玛丽大学应用科学助理教授施尼普的角度来看,这种丝绸也很精致。与其他蜘蛛不同的是,棕色隐士蛛本质上是扁平的,而不是圆柱形的。施尼普解释说,尽管两篇科学论文已经确定了这种带状特征,但这些论文都是从“生物学家的角度”写的。他和他的助手Koebley,以及牛津大学动物学系的教授Fritz Vollrath,是第一个对它进行材料测试的人。

Schniepp说:“从本质上讲,我们可以在可控的条件下‘挤奶’蜘蛛来获取它的丝。”“这样就可以放置、测量和测试丝绸的强度。”

威廉和玛丽团队能够在应用科学系的原子力显微镜上测量丝绸。他们的论文发表在《先进材料》杂志上,认为丝绸的基础宽度为6到8微米;其厚度在100-150倍之间。

施尼普说:“最美妙的是,尽管形状完全不同,但棕色隐士丝至少和其他丝质纤维一样结实、坚硬。”“此外,作为一种材料,棕色隐士丝在附着力方面的表现非常不同。”

简而言之,它是粘性的。Schniepp将其与包装胶带进行了比较,只是它具有超强的强度(比凯夫拉纤维坚韧五倍),而且只有几个分子层那么薄。

在应用科学佳博体育,科学家们对他们在丝绸上发现的突起——他们将其命名为“纳米乳头”——是如何影响物质的粘性和柔韧性的非常感兴趣。他们说,在其他任何丝绸中都没有观察到这种特征。

与此同时,日常活动仍在继续。兔子和她的姐妹们吐出丝线;是的,他们都是女性;施尼普解释说,“处女”是预防佳博体育感染的一种措施。科学家们尽职尽责地计算和记录他们的观察结果,很少把自己放在正在发生的事情的潜在规模上。当他们这样做的时候,他们谈论他们的工作如何为未来合成棕色隐士启发的薄丝绸薄膜铺平道路。他们说,应用这种材料作为植入材料的涂层实际上是不需要动脑筋的。除此之外,由此产生的应用将达到工业规模:合成丝有很大的潜力取代各种结构材料,包括塑料,甚至金属,如钢。

事实上,他们在《先进材料》杂志上的文章是这样开头的:“随着石油储量的减少,寻找‘适合’21世纪的可持续合成聚合物的步伐正在加快。”

他们拒绝谈论这个问题,但他们在这样的搜索中处于领先地位。

最新消息:Hannes Schniepp获得了美国国家科学基金会颁发的终身成就奖,以继续他与美国国家航空航天局和牛津大学的合作者对隐遁蛛丝特性的研究。

职业奖通过美国国家科学基金会的教师早期职业发展计划,支持将教育与研究结合起来的初级教师。该项目名为“探索隐居蜘蛛的纳米细丝带”,奖金总额为45万美元,为期五年。