科学家初步探明蜘蛛丝物理性能

蜘蛛丝具有许多超常的机械性能，例如高强度、高韧性等。美国弗吉尼亚州威廉与玛丽学院的科学家Hannes C. Schniepp带领团队研究了由一种名为褐皮花蛛的蜘蛛所产生的蜘蛛丝，初步探明了蜘蛛丝物理特性产生的原因，相关研究日前发表于《先进材料》。　　蜘蛛丝具有许多超常的机械性能，例如高强度、高韧性等。但因其难以获取，为了研究这些性能产生的原因，科学家此前在实验中往往用蚕丝来替代蜘蛛丝。然而，到目前为止，蚕丝以及任何人造丝的性能都难以与蜘蛛丝相媲美。同时，这些材料的结构也与蜘蛛丝有着很大的不同。所以，科学家一直无法深入理解蜘蛛丝物理性能的内在机理。　　而Hannes C. Schniepp团队通过控制多只褐皮花蛛吐丝的条件，获得了不同种类的蜘蛛丝。　　通过对蜘蛛丝进行电子显微镜扫描，研究人员发现，这种蜘蛛丝是一种具有统一宽度的平滑带状物。由于特别薄，所以它能够很容易地被弯曲折叠。原子力显微镜下的观测结果则显示，这种蜘蛛丝的厚度仅为40~80纳米，宽度为6~9微米。实验结果显示，在通常情况下，丝的宽度越窄，其厚度也会越小，二者的比例通常为1：100到1：150。此外，每个蜘蛛个体吐出的丝的尺寸都很稳定，但是不同蜘蛛所吐出丝的尺寸差异很大