美國科學家初步探明蜘蛛絲物理性能
2013-11-28 來源:中國聚合物網
近日,美國弗吉尼亞州威廉與瑪麗學院的科學家Hannes C. Schniepp帶領團隊研究了由一種名為褐皮花蛛的蜘蛛所產生的蜘蛛絲,初步探明了蜘蛛絲物理特性產生的原因,相關研究日前發表于《先進材料》。
蜘蛛絲具有許多超常的機械性能,例如高強度、高韌性等。但因其難以獲取,為了研究這些性能產生的原因,科學家此前在實驗中往往用蠶絲來替代蜘蛛絲。然而,到目前為止,蠶絲以及任何人造絲的性能都難以與蜘蛛絲相媲美。同時,這些材料的結構也與蜘蛛絲有著很大的不同。所以,科學家一直無法深入理解蜘蛛絲物理性能的內在機理。
而Hannes C. Schniepp團隊通過控制多只褐皮花蛛吐絲的條件,獲得了不同種類的蜘蛛絲。
通過對蜘蛛絲進行電子顯微鏡掃描,研究人員發現,這種蜘蛛絲是一種具有統一寬度的平滑帶狀物。由于特別薄,所以它能夠很容易地被彎曲折疊。原子力顯微鏡下的觀測結果則顯示,這種蜘蛛絲的厚度僅為40~80納米,寬度為6~9微米。實驗結果顯示,在通常情況下,絲的寬度越窄,其厚度也會越小,二者的比例通常為1:100到1:150。此外,每個蜘蛛個體吐出的絲的尺寸都很穩定,但是不同蜘蛛所吐出絲的尺寸差異很大。
研究人員認為,這項研究將有助于提升人造絲生產工藝。
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(責任編輯:xu)
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