4.5 蜘蛛丝里有学问
你听说过用一小束细丝就能把小型飞机吊起来的事吗?这种丝就是我们许多人都看见过的蜘蛛丝。

曾经有人做过试验，发现扯断蜘蛛丝所需的力，比扯断同样粗细的钢丝所需的力足足大上100倍。

通过对蜘蛛丝研究，还发现蜘蛛丝在目前已知的所有的高强度纤维里，是最柔软的，重量也最轻。

蜘蛛丝是由蛋白质分子构成的，因此，它和人体有生物的亲和性，可被微生物所分解，也有一定的吸湿性能，用它做的防弹衣将是世界上最坚固而又最轻柔、最舒适的防弹衣了。

据英国《每日邮报》报道，坚韧如钢、交错如织的蛛网无疑是大自然的神奇造物，富有弹性的蛛网甚至能抵御飓风的侵袭。

日前，美国的科学家们正试图揭示蛛网的奥秘，希望能将其用于未来的建筑设计或耐用材料的研发。

美国麻省理工学院的研究人员表示，蛛网的成功之处在于：即使有多根蛛丝断掉，蛛网也不会垮掉，甚至会变得更牢固。

实验中，研究人员在蛛网各处去掉了总计10%的蛛丝，蛛网的韧性不单没因此而降低，却反而增强了10%。

研究人员发现，这种韧性不单是源自每根蛛丝在质地上的强度，也同时源自蛛丝的内部结构。

蛛丝纤维能够根据所承受压力的不同而变化柔韧程度，这种特性是其他任何自然纤维或人造纤维所不具有的。

科学家们已经证明，蛛丝的强度是等质量钢丝的5倍。

实验表明，蛛网的韧性是其他网格的6倍有余。

工程师可以将蜘蛛丝的构造原理应用到其它方面。

蜘蛛丝在受到破坏时只受很小的损坏、而不影响整个结构这一特性可以应用于设计虚拟网络，如互联网，在遭受攻击期间只有本地节点被破坏，而整个系统可继续运行。

了解其微观的蛋白质结构和其宏观性质，可能有助于将碳纳米管串在一起，可能有一天会用于生产太空电梯。

蜘蛛丝具有广泛的用途：这是用蜘蛛丝做成小的提琴琴弦。

在医学领域，这种精细的蜘蛛丝是外科医生手术时是理想的缝合线，和医用尼龙线相比，这种蜘蛛丝既有尼龙线的灵活和结实，而且还有可以打结的优点。

此外，它还可以用来制作人造肌腱或合成韧带。

由于蜘蛛丝的强度大，人们还可利用它制作降落伞绳，或航空母舰上帮助战斗机在甲板上降落的缆绳、高强度的轮胎帘子线和高强度渔网等。

既然蜘蛛丝有这么好的性能，有人会说我们也可以像养蚕宝宝那样来养殖蜘蛛，不就能得到好多蜘蛛丝了吗？事实上，这是不可能的，因为蜘蛛是一种同类相食的动物，如将众多的蜘蛛饲养在一个房舍里，它们会相互残杀吞噬。

能不通过蜘蛛来得到蜘蛛丝呢? 科学家们告诉我们，完全有这样的可能。

这有两个方面的工作，第一要得到蜘蛛丝的蛋白质，利用转基因技术，将蜘蛛的相关基因转移到细菌、植物体、哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞中，进行表达，生成蜘蛛丝蛋白质，并进行提纯。

第二把这蛋白质纺成丝，这样就可得到人造蜘蛛丝了。

蜘蛛所用的“纺丝液”是水作溶剂。

“纺丝”前，“纺丝液”在丝腺内呈液晶态，并以α晶型为主。

在其成丝流动过程中，α结构向β反向平行折叠结构转变并且丝条从水中分相出来，丝条一旦形成了β反平行结构就不再溶于水。

蜘蛛丝的主要化学成分是甘氨酸、丙氨酸及小部分的丝氨酸，加上其它氨基酸单体蛋白质分子链构成。

外观上又细又柔软的蜘蛛丝之所以具有极好的弹性和强度，其原因在于：
一方面，蜘蛛丝中具有不规则的蛋白质分子链，这使蜘蛛丝具有弹性；
另一方面，蜘蛛丝中还具有规则的蛋白质分子链，这又使蜘蛛丝具有强度。

世界上许多国家的科学家采用不同的方法在研究蜘蛛丝蛋白的合成，总的来说，采用的都是生物工程转基因技术。