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人造蛛絲 強度是碳纖維的100倍
2016-12-12  來源:國防科技要聞
關鍵詞:人造蛛絲

  蜘蛛絲的韌性雖好,但其產量一直是很大的問題。蜘蛛喜獨居,在遇到同類時會相互殘殺,所以用天然方式大規模生產蜘蛛絲是行不通的。鑒于蜘蛛絲優異的材料性能,科學家們從十幾年前就開始尋找大規模量產的方式。早在2000年,就有科學家將蜘蛛身上產生蛛絲蛋白的基因移植到山羊身上,然后從羊奶中提取蜘蛛絲,但這些方法最終都未能實際應用。

  通過基因工程的突破,Spidey Tek公司成功復制蜘蛛在過去5億年的進化發展。該技術通過具體確定的基因代碼生產蜘蛛絲并克隆成特有的微生物。即利用帶有蜘蛛基因的微生物制造蜘蛛絲,在實際生產過程中,研究人員將這種微生物放入生物反應器,令其大量增殖,同時生成蜘蛛蛋白。蜘蛛蛋白正是構成蜘蛛纖維的主要原料。由于微生物的增殖十分迅速,蜘蛛蛋白單位時間內的產量十分可觀。Spidey Tek公司表示,用這種蜘蛛蛋白制成的蜘蛛纖維抗拉強度高達4萬兆帕(兆帕是用來測量材料抗拉強度規模的單位值),是天然蜘蛛絲的10倍,是碳纖維的100倍。因此,未來極有可能取代許多現有材料,例如鋼、鋁、或碳纖維。

  該蜘蛛纖維能通過與3D打印材料混合提高其機械性能,而且適用范圍非常廣泛,PLA、ABS、樹脂、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯等常見的3D打印材料均可使用。為證明這種人造蜘蛛纖維的性能,Spidey Tek公司用其制造了一架無人機,該無人機相比目前生產的大部分無人機而言,具有質量輕、強度高、載重能力大等性能優勢,并且可以像直升機一樣起飛和降落。另外,利用其特有的復合強度特性,在無人機全面生產過程中,不需要金屬框架,機身從制造到組裝僅需一小時左右,這將大幅縮減無人機生產的總體成本。該公司計劃再制造一架更大的無人機,翼展將達到10英尺(約3米),一旦這種人造蜘蛛纖維技術成熟,未來將有望應用于更多的商業及軍事任務。
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(責任編輯:xu)
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