主要观点总结
蜘蛛牵引丝具有超高的断裂强度和韧性,以及超收缩、旋转扭转运动以及形状记忆等行为,在制造人造韧带/肌腱、假肢、防弹背心、降落伞等方面有潜在应用。文章详细解析了蜘蛛丝的结构和性能,包括其多级结构、纺丝过程以及人造蛛丝制备等方面的内容。
关键观点总结
关键观点1: 蜘蛛牵引丝的超凡性能
蜘蛛牵引丝不仅具有超高的断裂强度和韧性,还具有超收缩、旋转扭转运动以及形状记忆等行为,在多个领域有潜在应用。
关键观点2: 蜘蛛丝的多级结构
蜘蛛丝具有一种多级结构,包括核壳结构、螺旋纳米纤维结构以及β-折叠晶区交联等。这些结构对蜘蛛丝的性能有着重要影响。
关键观点3: 纺丝过程的复杂性
蜘蛛的纺丝过程非常复杂,包括专属细胞分泌蛛丝蛋白、混合形成纤维的皮肤层、纤维的拉伸和水分蒸发等步骤。这个过程产生了强而韧的蜘蛛丝。
关键观点4: 人造蛛丝的制备
基于重组蛛丝蛋白制备人造蛛丝是一种有效的方式。科学家们通过模仿蜘蛛丝的多级结构,已经开发出了很多性能优异的人造纤维。
关键观点5: 蜘蛛丝的应用前景
蜘蛛丝具有高强、高韧、轻质柔性以及生物相容性、可降解等特点,在生物医学、军事工业、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
文章预览
作者: 何文倩 刘遵峰 蜘蛛牵引丝不仅具有超高的断裂强度和韧性,还具有超收缩、旋转扭转运动以及形状记忆等行为,在制造人造韧带/肌腱、假肢、防弹背心、降落伞等方面具有潜在的应用前景。了解蜘蛛丝的结构将会有助于理解蜘蛛丝非凡的性能,设计出各种高性能的人造纤维材料。 蜘蛛属于节肢动物门,是一种全球广泛分布的动物,其起源可以追溯至远古时代,大约4亿年前的泥盆纪时期。截至最新的统计数据,世界上已发现超过42750种类型的蜘蛛,大多数的蜘蛛至少含有7种丝腺,即大壶状腺、小壶状腺、葡萄状腺、柱状或管状腺、鞭状或冠状腺、梨状腺和集合腺 [1] 。 不同的丝腺可以分泌出不同物理性质的丝,具有不同的功能。 例如,由大壶腹状腺分泌的牵引丝,又叫框丝,具有优异的机械性能,可以用于建网、捕食、逃避捕食者等;由
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