【大紀元9月11日訊】人類利用蚕絲已經有兩千多年的歷史，但直到最近，科學家們才開始解開蜘蛛和蚕吐絲的秘訣，為人類仿照天然程序，人工生產強度大，柔韌性好的纖維材料，提供了重要信息。
*啟發材料工程學*
這項研究發表在最近一期的《自然》雜志上。參加研究的美國波士頓塔夫特斯大學化學工程系教授卡普蘭說，這項研究之所以重要，是因為蜘蛛和蚕造的絲具有其特殊性質。他說：“這些生物能在水里完成這些工作。如果考慮到綠色化學，也就是把環境保護的因素考慮進去的話，那么研究大自然是如何在水的環境中优化聚合物的形成，生產具備特殊性質的材料，對材料工程學未來的發展就會有很大啟發。”
*從絲心蛋白到絲線*
蚕絲是一种強韌的材料，廣泛用于生產服裝、地毯、甚至降落傘。人們以前總要小心翼翼地從蚕茧里紡絲，至于蚕是怎么把絲心蛋白水溶液轉化成絲線的，卻始終讓人摸不著頭腦。卡普蘭教授介紹說，他們在研究中，首先從蚕茧里提取蚕絲，重新把這些蚕絲溶于水中。他們發現，通過改變溶液里水的比例，就可以改變溶液的分子結构。
蚕絲蛋白水溶液處于一种親水區与疏水區的混合狀態。為了考察水的比例對蚕絲形成的影響，研究人員在溶液中添加了一种化合物。這种化合物可以跟蚕絲蛋白搶著吸收水分子。部份水分子被吸收后，蚕絲蛋白水溶液的親水部分開始結合，并逐漸形成鏈條。隨著水分的進一步減少，蚕絲鏈結合在一起形成納米級的球狀粒子，被稱做膠態离子。這种膠態离子又結合在一起形成更大的膠體結构。此時，這种膠體依然是溶于水的，從而避免了過早結晶。
*如何控制水含量*
卡普蘭教授說：“我們發現，其中的道理實際上很簡單，并不需要很多額外的環境投入就能夠完成，只要控制水的含量就行了。”卡普蘭教授說，他們的這一發現，對研制生產高強度的新材料會有深遠影響。他說：“直到現在，在實驗室里复制這一程序的努力一直不成功，造出來的材料要么太脆，要么遠遠不具備蚕絲和蜘蛛絲的特性。理解蚕和蜘蛛造絲的程序和原理，就更便于我們按照天然程序，制造新材料。”
*柔韌性和牢固性*
研究人員說，了解蜘蛛和蚕造絲的奧秘，就可以研究生產結實耐磨的材料，用于運動器材、遠足裝備、和警察軍人穿的保護性服裝。絲的質地很強韌，比現有的人造材料具有更多优越性。例如，現在軍裝上用的防彈材料是凱夫拉爾。這种材料盡管質地牢固，但柔韌性不夠；而大家所熟悉的尼龍則剛好相反，柔韌性好，但又不夠牢固。研究人員說，絲恰恰介于二者之間。 (美國之音)@
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