仿生裝置首次“吐出”千米人造蛛絲

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據美國《每日科學》網站1月9日報道，人工制造出蜘蛛絲一直是很多科學家的夢想。現在，瑞典科學家設計出一種模擬蜘蛛吐絲過程的仿生學吐絲裝置，并利用它制造出與蜘蛛絲相似的千米長人造蛛絲纖維。相關研究發表在最新一期《自然·化學生物學》雜志上。

自然界的蜘蛛絲是一種極具吸引力的物質，它體輕質堅，能生物降解。此外，研究顯示，蜘蛛絲是一種天然的超級透鏡，可有效幫助常規光學顯微鏡突破“視力”極限，在軍事、建筑等領域有廣闊應用前景。但天然蜘蛛絲產量很低，且蜘蛛有同類相食的特性，無法像家蠶一樣高密度養殖。如此一來，模仿蜘蛛吐絲過程可能是制造出高仿真人造蛛絲的最好方式。但由于很難從細菌和其他生產系統獲取水溶性蜘蛛絲蛋白，迄今科學家仍無法做到這一點。

蜘蛛絲由蛋白制成，這些蛋白作為一種水溶液被存儲在絲腺內，然后通過蜘蛛吐絲過程成為一種纖維。來自瑞典農業科學大學和卡羅林斯卡學院的研究人員此前已經證明，蜘蛛絲腺的pH值過渡明顯，這一井然有序的pH梯度影響了蜘蛛絲蛋白的特定部分，且確保纖維在蜘蛛的絲生成器官特定部位快速形成。

研究人員借助這一知識設計出了一種人造蜘蛛絲蛋白，其能在細菌內大量制造，因此有望用于工業生產。研究負責人安娜·瑞星說：“使我們驚奇的是，這種人造蛋白與天然蜘蛛絲蛋白擁有同樣的水溶性。”為了模擬蜘蛛絲腺，安娜團隊建造了一種簡單但非常高效的仿生學吐絲裝置，只需降低pH值，其就能吐出千米長的仿蜘蛛絲纖維。

安娜·瑞星說：“這是首個成功的仿生學蜘蛛吐絲例子。未來，科學家們或許可以借助這一過程，實現人造蜘蛛絲的工業生產，得到的蛛絲纖維可廣泛用于生物材料、紡織等領域。”

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蜘蛛絲是人們垂涎上百年的特種材料，如果我們能廉價仿造，手腕粗的鋼纜將被小指頭粗細的蛋白質繩索取代，防彈服會像襯衣一樣輕。但在瑞典科學家研究透徹蜘蛛腺體之前，人類笨得造不出來與蛛網相媲美的纖維。非得至精至微，才能至大至深。在有趣的小問題上多用點心思，說不定就借此邁過了自然界的一個大坎兒呢。

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zhuzhout

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