蛛丝为何比钢还要强？为什么蛛丝没有普及？蜘蛛丝的强度为什么比钢的强度还要大？如果用蜘蛛丝织一件衣服会怎么样？现在你看到的这个斗篷就是目前世界上大的蛛丝服饰，是100个人花了将近4年的时间，收集了120万只金丝蛛的蛛丝制作而成的。可以说这件衣服比同重量的钢甲、人造尼龙、凯夫拉纤维还要坚韧，它的性能甚至能够超过目前强的碳纤维材料。接下来我们就了解一下自然界强的材料蛛丝为什么如此坚固？既然蛛丝这么好，为什么这种材料还没有得到普及？我相信大家一直都的好奇，这蛛丝是如何形成的？在蜘蛛的尾部一般有三对纺丝器，每个纺丝器上又有多的纺丝管，每个纺丝管又与纺绩腺相连。蛛丝一开始正是以液体的形式储存在纺绩腺当中。当蜘蛛想要吐丝的时候，会先把丝液挤出来粘到一个固定物上，然后通过移动拉出丝液，丝液遇到空气以后会立刻发生反应固化成丝线。可以看出，我们肉眼看到的单根蛛丝其实是由多根蛛丝交织缠绕而成的。还有每个蜘蛛至少有7种不同的纺绩腺，它们分别可以喷出不同物理性质的蛛丝。这些蛛丝在织网的过程中有不同的作用。比如蛛网上的曳丝、辐射状丝、骨架丝是由大壶状腺分泌的，螺旋状丝是由鞭状腺分泌的，同时在螺旋状丝上还分布着由聚(ju)状腺分泌的蛋白黏液，它可以黏住猎物。其中这么多不同的丝，我们研究的多的是由大壶状腺分泌的曳丝，它是蜘蛛的生命丝，因为蜘蛛逃跑悬挂的时候分泌的正是这种丝，所以它是所有丝中的强度大的。蛛丝的结构是什么？其实就是由蛋白质联合而成的高分子纤维。不过我们用电子显微镜观察以后发现，在蛛丝蛋白结构中有结晶和非结晶结构，晶体区域的分子链排列有序，结构紧密，它决定了蛛丝的强度，非结晶区域的的分子链排列不那么整齐，规则性不强，没有形成晶格，它决定了聚合物的柔韧性。正是这种结构让蛛丝拥有高强度的同时，具备了很多材料难以企及的高韧性。·那为了理解蜘蛛丝到底有多牛？我们先了解一下"强度"的概念。→一个材料的强度包含很多方面，比如韧性，描述的就是材料抗冲击损伤的能力。比如，玻璃用锤子敲击的时候很容易破碎，而橡胶却完好无损，这说明玻璃的韧性很低，还有抗压强度。说的是材料抵抗形变的能力，很明显像蛛丝这样的东西，毫无刚度可言，但在抗拉强度上却的出色。→抗拉强度说的是在拉力下抗断裂的能力，单位为帕斯卡，我们日常建筑中常用的低碳钢的抗拉强度为0.4吉帕。而强蛛丝的抗拉强度为1.6吉帕，而且蛛丝的密度只有钢的1/6。这意味着一根蛛丝不仅轻便，而且比钢的强度更高。·还有，蛛丝具有很多材料都不具备的延展性，可以看出它在应力下的应变曲线的面积要比凯夫拉材料高的多。所以不管是从强度还是韧性上来说，蛛丝都是很(纠正)好的天然材料。这当然得益于大自然的选择，因为对蜘蛛来说，蛛丝的强度和韧性都的重要，这样才能抵抗和吸收猎物的冲击。·那既然蛛丝这么好，为啥很少看到它的应用？确实，蛛丝在纺织，医学，工业生产，甚至是航空航天领域的潜在用途是无限的。但人类目前还没有攻克蛛丝大规模生产的难题。首先蜘蛛不像蚕一样可以集中大规模的养殖，其次仅靠从野外收集的效率太低了。就像是开始我们看到的斗篷用了3年的时间。因此科学家正在想办法人造蛛丝。目前好的方法就是改造生物体的基因，比如把蛛丝基因转移到植物的身上。甚至美国怀俄明大学的研究人员把蛛丝基因移植到了山羊的体内，这样的转基因山羊产的奶，里面就会存在大量的蛛丝蛋白。→科学家还尝试把蛛丝基因转移到蚕的身上。但问题是以上的这些产生的蛋白分子量都比蛛丝蛋白要小，只有几万道尔顿。而蛛丝蛋白为35万道尔顿。由于蜘蛛丝的拉伸强度和韧性与其分子量呈正相关，也就是分子越大，丝越坚固，所以分子量是首先要突破的难关。不断的美国科学家们找到了一个解决办法，他们通过转基因细菌制造出了分子量为556000道尔顿的蛛丝蛋白。但如何像蜘蛛一样把丝液快速固化变成丝线又成了新的问题？虽然现在在实验室已经有了人造蛛丝，但跟天然蛛丝相比还是有一定的差距。而且目前任何想把蛛丝推广商业化的尝试都失败了。所以人造蛛丝从实验室到我们每个人的手里还有一段路要走。后问大家一个问题，如果你不断地扯一只蜘蛛的丝，它会不会丝尽蛛亡？如果你看完视频对蛛丝有了了解，就点个关注。后长按视频赞赏送出你的小花花，我们下个视频见，拜拜。

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