蜘蛛人的蜘蛛絲成真了 新型材料可吊起80倍重物體star4038 (2024-10-11 16:01:11)

漫威英雄「蜘蛛人」的蛛絲化為現實了！美國塔夫茨大學研究人員利用蛾吐出的絲當基礎，做出可以用針射出、可黏附並吊起物體的繩子，就像蜘蛛人手腕噴絲在大樓間吊來盪去一樣，而新材料成功的關鍵來自一個有趣的巧合。

編譯／Elisa

漫威英雄「蜘蛛人」的蛛絲化為現實了！美國塔夫茨大學研究人員利用蛾吐出的絲當基礎，做出可以用針射出、可黏附並吊起物體的繩子，就像蜘蛛人手腕噴絲在大樓間吊來盪去一樣，而新材料成功的關鍵來自一個有趣的巧合。

絲蛋白溶液結合丙酮馬上凝固

塔夫茨大學的絲材實驗室（Silklab）用溶液煮沸蛾繭的絲，這些絲分解之後就會形成絲蛋白（fibroin），可以應用在製作能在水下發揮作用的強力黏合劑、用在食品上的食用塗層或是提升太陽能電池效率的光採集材料。但科學家希望絲質材料能達到像蜘蛛絲般精細，甚至是和蛛絲一樣獨特的韌度、彈性和黏著力。結果在開發過程中，研究人員用丙酮（acetone）清潔裝過絲蛋白的玻璃器材時，發現底部殘留的絲蛋白在幾小時內形成一種像半固體的水凝膠材質。

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新型材料可舉起80倍重物體

接著開發團隊利用專門製造黏合劑的聚多巴胺混合絲蛋白溶液，去除裡面的水分，加速液體轉換成固體，馬上製作出具有顯著拉伸強度和黏性的纖維，再透過同軸穿刺針（coaxial needle）噴出。溶液中含有的丙酮在空氣中蒸發，形成黏性纖維黏在接觸到的物體上。科學家還添加了在昆蟲外骨骼外含有的殼聚醣（chitosan）即硼酸鹽緩衝劑（borate buffer），讓纖維強度提升200倍，黏性也增加了18倍。實驗結果顯示，這款新型絲材料能夠舉起比自身重80倍的物體，儘管天然蜘蛛絲強度比這些人造纖維還強一千倍，但新材料有望用在醫學和機器人等各種領域上。

資料來源：Interesting Engineering

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