商业会蚕丝强度不如超蛛丝？科学家扭转局势

作为科学界已知的最坚固的材料之一，蜘蛛丝经常处于工程突破的中心，而一项涉及快速化学浴的新研究可能将这项研究带入新的领域。据悉，科学家们已经开发出一种新的蚕丝处理方法，其通过改变构成来提高性能，其成品的强度比蜘蛛丝高出70%。

科学家们一直在努力以一些有趣的方式复制蜘蛛丝的惊人特性。养殖蜘蛛以大量生产这种材料是一种可能性，但它们的领地性质并不适合这些环境。

已经有研究人员通过工程细菌来生产它们自己版本的丝绸并创造出具有许多跟蜘蛛丝相同特性的合成版本。一些创造性进展甚至还涉及到给蜘蛛喂食石墨烯以使它们的丝更强壮或添加纳米晶体以使合成版本的丝比真正的丝更强壮、更坚韧。

蚕用来结茧的丝则是这些研究界的另一个兴趣点。养蚕产生了世界上几乎所有的商业用丝，但它的耐久性比蜘蛛丝低，所以它的用途主要限于时装和纺织品。人们已经看到科学家们通过设计化学处理方法使蚕丝更加坚硬来解决这个问题，而现在中国天津大学的一个团队已经提出了自己的一个有希望的配方。

该团队以天然蚕丝为出发点。这个过程包括将蚕丝放在化学药剂中煮沸、溶解包裹在蚕丝核心纤维上的胶水层，但尽量减少对蚕丝蛋白质的损害。然后，蚕丝在金属和糖的浴液中凝固从而进一步增加它的强度。

“由于蚕丝在结构上跟蛋壳蜘蛛丝非常相似，而蛋壳蜘蛛丝以前被证明在锌和铁的混合浴中表现良好，所以我们认为要测试这种替代方法以避免在其他地方使用的危险条件，”研究论文第一作者、天津大学的生物化学家Zhi Lin说道：“蔗糖--一种糖的形式--可能会增加凝固浴的密度和粘度，从而影响到纤维的形成。”

该团队的材料随后通过人工纺纱和拉丝的方式形成类似于蜘蛛的薄丝绸，但比任何已知的天然丝绸“要硬得多”。研究小组发现，它的抗拉强度也明显高于天然蜘蛛拖网丝，达到2千兆帕(GPa)。

Lin表示：“我们的发现颠覆了以前的看法，即蚕丝在机械性能上无法与蜘蛛丝竞争。”