蜘蛛丝的耐力竟然是钢丝的两倍研究表明,蛛

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给一个支点,就能撬起整个地球;那给一根够硬的蜘蛛丝,能拽起一架飞机吗?虽然我们对蛛丝的坚韧度向来深信不疑,但是非要拿去和飞机死磕,那可有点耗飞机了。因此有老外盯上了另一则相对靠谱的传闻,即蛛丝的耐力是钢丝的两倍。

这是国外的一档趣味科学节目,大胡子是一个疯狂的流言终结者,为了验证蛛丝与钢丝究竟谁的承受能力更强,他和团队必须设计一项相对公平的对比实验,毕竟二者的粗细、密度、面积都不相同,单纯拿一根蛛丝和一根钢丝做比较,显然是不够公平,也无法得出令人信服的结论,那么应该分别选用什么样的蛛丝和钢丝呢?

大胡子请来了一位研究蛛丝的专家,专家倒也不小气,掏出自己珍藏多年的不同种蛛丝,其中就有号称蜘蛛界最坚韧的金蛛蛛丝(也有一种说法是黑寡妇蛛丝),大胡子团的少年们则找到了身边最细的钢丝。

少年们通过显微镜观察,发现钢丝的直径是30微米,而蛛丝的直径大概是3微米,用粗细计算面积,可知钢丝的面积是蛛丝的百倍,另外蛛丝的密度约为钢丝的五分之一,结合以上数据,小伙伴们推算出,需要准备五百条蛛丝才能与钢丝进行“公平较量”。为了凑齐这条蛛丝,专家带来的小蜘蛛们可说是倒了血霉,纷纷感觉身体被掏空。

材料确认就绪,接下来就可以测试二者的负重程度了。这是一个由小垫片作为计量“筹码”的测试装置,将蛛(钢)丝用回形针固定在装置中间,一点一点地往上面挂小垫片,这个过程需要小心翼翼,因为钢丝还有很多,蛛丝却只有一根(五百条绑在一起),当垫片增加越多,张力也就越大,蛛(钢)丝的承重极限也在得到不断地挑战,最终蛛丝和钢丝分别在超过极限时断裂,究竟谁的承重能力更强呢?

根据数据显示,钢丝可以承重40g,而蛛丝可以承重83g,看来蛛丝的耐力果然是钢丝的两倍!A实验的成功令小伙伴们惊喜不已,看来流言也不全是空穴来风。但我们知道,减少误差的结论往往需要反复的实验,因此小伙伴们决定再进行一项B实验用来辅证。

这次的实验需要更多的蛛丝以及更长的准备时间,大胡子带着小伙伴们耐心花了五周时间,从42只蜘蛛中“友好借用”了二十五万条蛛丝,这些把蜘蛛侠们榨干的蛛丝,将被用来与28号钢丝的强度进行对比。

实验开始,这是一个由水作为“筹码”的测试装置,通过往蛛(钢)丝挂住的水桶里加水,来观察蛛丝和钢丝的承重极限,这次的实验不再需要谨慎地挂垫片,只需不断注水增加重力即可,大胡子和小伙伴们都轻松了许多,那么先拔头筹的蛛丝还会再次取得胜利吗?

钢丝为了捍卫自己的“铁血硬汉”的地位,率先上场,最终拿下了可承受5.7公斤水的好成绩;接下来是“以柔克刚”的蛛丝,它不紧不慢地超过钢丝的承重极限,即使部分蛛丝已经出现断裂,可剩下的十多万蛛丝还在继续坚持,最终拿下了可承受11.8公斤水的优异成绩,二十五万蛛丝兄弟齐心合力,又一次战胜了钢丝!大胡子的团队也通过这两场实验,成功证明了蛛丝耐力的确是钢丝耐力的两倍有余。

蛛丝的坚韧程度令我们叹为观止,除了大胡子的实验外,其他科学研究还表明,蛛丝的韧度是人体骨骼的倍,是高强度合金钢的25倍!那你有没有想过,蛛丝为什么能拥有这样高的强度和韧性呢?

其实这与蛛丝的内部结构密不可分。蛛丝内部有着精巧细密的分子结构,主要成分是单体蛋白质分子链。这种分子链主要由甘氨酸、丙氨酸、小部分丝氨酸和其他氨基酸组成。蛋白质分子链又分为两种:一种是规则的,另外一种是不规则的,两种分子链交错,使得蛛丝具有了高强度和高弹性。

动物从来都是人类的重要学习对象,那科学家们有没有可能效仿蛛丝,发明出同样坚韧的人造蛛丝呢?毕竟不能像大胡子的团队那样,动不动就把一群小蜘蛛抓来榨干吧?

随着科技发展,开发生产人造蛛丝已经具备了可行性。科学家们可提取蛛丝的蛋白基因,利用已知的氨基酸重复序列信息,合成类似片段,最终通过微生物、动物、植物等途径表达蜘蛛丝蛋白,然后进行溶液纺丝,以获取蛛丝纤维。这种看上去制造过程有些复杂的人造蛛丝,与原装正版的蛛丝有什么区别呢?

首先,人造蛛丝和原生蛛丝一样,重量轻,具有高弹性、高强度、高韧性和一定的热稳定性。但因为它是由蛋白质纤维构成,所以与人体具有一定的兼容性,是不是已经嗅到一丝电影《蜘蛛侠》的味道了?虽然还没有达到那么随心所欲的地步,但是科学家表示,人造蛛丝将在战场防护领域大有作为,能够作为未来防弹衣、防弹头盔以及装甲的核心关键材料,在提升作战防御能力等方面的应用前景广阔。

除此之外,荷兰的一位细胞生物学家还利用人造蛛丝,与人体皮肤进行混合生长试验,竟然让皮肤烧伤的病人长出了一层“防弹皮肤”,刷新了无数小伙伴对皮肤的认知。

看来要想成为蜘蛛侠,并不是非要被蜘蛛咬一口,万一咬你的是只毒蜘蛛,不就得不偿失了吗?相信随着科学技术的不断发展与创新,在未来的某一天,屏幕前的你也能成为蜘蛛侠。



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