solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。

科学家发现蛛丝兼具强度和韧性的原因

科学
WinterIsComing (31822)发表于 2020年11月09日 19时12分 星期一
来自部门
蜘蛛丝为何兼具强度和韧性?日本科学家在实验室模拟了蛛丝从吐丝器官中有序喷出的过程,解密了这一自然现象背后的机制,为人类模拟蜘蛛吐丝过程,并在未来创造超韧可持续材料提供了理论基础。研究报告发表在《科学进展》上。蜘蛛丝形成初期是液体形式,但不到一秒,这种黏稠液体状的蛋白质就发生转变。在离开蜘蛛身体时,被称为蜘蛛丝蛋白的物质会自我折叠并交织在一起,在不受任何外力引导的情况下,构建出高度有组织的结构。研究人员发现,吐丝的一个关键步骤是,蜘蛛要把蛛丝蛋白从包裹在丝腺内的水缓冲液中分离出来——这一步会使蛋白质高度浓缩;随后,大量涌入的酸性物质促使蛋白质安全地互锁。研究人员还发现,液体状的蛛丝蛋白在移动过程中的脱水是这种自我组装的先决条件。进一步研究表明,时机和效率都是吐丝过程的关键要素。如果蛛丝太早变硬,就会阻塞蜘蛛的腺体;时间太晚,蜘蛛可能只吐出不成形的液体。