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金属注入使蜘蛛丝达到蜘蛛侠级别的强度

了解科学家们如何利用金属离子创造出比钢铁更坚韧的超强蜘蛛丝,从而彻底改变高科技材料。

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科学家们已经成功地制造出了超强蜘蛛丝——这种材料因其拉伸强度高于许多钢合金而闻名,尽管它完全由蛋白质组成 [Ars Technica]——方法是将少量金属融入其中。 马克斯·普朗克研究所的一个研究小组受到了相关研究的启发,这些研究表明,在某些昆虫身体最坚硬的部分中含有微量的金属。例如,切叶蚁和蝗虫的下颚都含有高浓度的锌,这使得它们特别坚硬 [路透社]。研究人员想尝试将金属添加到现有的生物材料中,并决定从Araneus蜘蛛开始。 研究人员的工作发表在科学杂志上,他们使用原子层沉积将锌、钛和铝离子注入蜘蛛丝中 [科技评论]。 这个过程通常用于将一种材料的薄膜层涂覆到另一种材料上,但研究人员发现金属离子实际上已经渗透到蜘蛛丝的蛋白质结构中并与之发生反应,从而产生了一种比天然蜘蛛丝强得多的材料,尽管他们并不完全了解这种整合是如何发生的。 研究人员之一 Mato Knez 将这种强化效果归因于金属取代了蜘蛛丝蛋白质结构中的氢键。 该团队还能够表明,蜘蛛丝的外部金属涂层在强度提升方面并不重要,因此这种现象是由嵌入蛋白质纤维中的金属引起的 [化学世界]。

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这项技术可能对制造超强韧纺织品和高科技医疗材料(包括人造骨骼和肌腱)非常有用。“它可以为外科手术制作非常结实的线”[

路透社],另一位研究人员 Seung-Mo Lee 说。 相关内容:80beats:蜘蛛祖先制造了丝绸——可能用于性行为——但无法织网 DISCOVER:解开蜘蛛丝之谜

图片:维基共享资源

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