借鉴蜘蛛,“织”出新材料
环球网资讯·2026-01-28 09:29

这些特性使该材料在多个领域展现出巨大应用潜力:在软机器人领域,可作为高功率人工肌肉驱动精密 运动。"人体肌肉束是由'一丝一丝'的结构组成的,如果我们能批量生产这种蜘蛛丝纤维,把它们也做 成束状,每一根纤维的恢复应力就很高,成束后应力会更高。从仿生角度看,这种束状结构可以模仿肌 肉束,凭借'形变后快速恢复'和'高恢复应力'的特点,具备更强的运动能力。"刘伟表示,另外,这种纤 维韧性高、质地柔软,还能打结,如果应用到机器人中,可以植入小型精密器件,代替人体关节处的肌 肉,作为医学材料替代方案。 "由于蜘蛛养殖难、蛛丝产量极低,蛛丝很难通过养殖手段进行产业化获取。"刘伟解释,因此,通过大 肠杆菌生产蛛丝蛋白,再进行人工重组一直是科研领域的重点研究方向。"然而长期以来,人工合成蛛 丝由于蛋白分子量偏小、结构松散,面临结晶稳定性不足、力学性能衰减等问题,难以实现稳定纺 丝。" 为什么蛛丝液在蜘蛛体内是液体,经蜘蛛吐丝就变成了强韧的固体?研究团队将研究重点从形态仿生转 向过程仿生,开始模拟蜘蛛腺体内的精密调控过程。 "我们整合了分子设计、生物合成、材料加工与模拟计算等多学科技术手段,改变了之前的有机溶剂溶 解方法,转为采 ...

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