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技术:通过蜘蛛的线程来防御子弹

作者:晁伉    发布时间:2017-05-03 01:02:04    

纽约的JONATHAN BEARD美国陆军无法获得足够的蜘蛛来提供制造更强防弹背心所需的丝绸这些背心目前由Kevlar制成但蜘蛛丝比凯夫拉尔强,即使它不太容易获得位于马萨诸塞州的美国军队Natick研究中心的一个工程师和分子生物学家团队正在努力解开蜘蛛的秘密该团队的目标是生产与真品一样好的合成丝绸其中一位研究人员斯蒂芬·福西(Stephen Fossey)解释说,杜邦纤维Kevlar在断裂之前可以伸长4%,而蜘蛛丝在断裂之前可以伸长15%因此,丝绸会吸收更多的动能 - 例如子弹 - 而不会使背心失效 Fossey说,蜘蛛网中的丝束在昆虫被捕获时伸长,将猎物的动量转化为热量然后他们轻轻地反弹,以免弹回生物这种消散能量的能力将使丝绸成为防弹保护的理想选择蜘蛛Fossey正在使用 - 被称为金色天体织布工,或Nephila clavipes - 从七个不同的腺体生产七种不同的丝绸有些是专门用于包装猎物,有些用于将网状物绳连接到树上选择来自巴拿马的蜘蛛是因为它们很大并且产生了许多强烈的金色丝绸实验室正在使用蜘蛛用于拉绳(落入空间)和网状物长段的丝绸 “我们通过将一只蜘蛛贴回到桌子上,用镊子夹住从腺体突出的纤维末端,然后将其缠绕在由变速电动机驱动的主轴上来获得丝绸 “我们可以在一个阶段获得3至5毫克的丝绸,这意味着一条长约320米的丝线,”Fossey说 “丝绸不会伤害蜘蛛,它可以在第二天再次丝绸化”研究人员想要将丝绸分解成多肽或简单的蛋白质单元来研究纤维,研究人员发现这一点挑战 “我们必须使用非常苛刻的酸或溴化锂来溶解不溶于水或任何有机溶剂的丝,”Fossey说 “我们现在了解丝绸中50%的蛋白质化学成分,但我们的目标是完全了解原始的蛋白质结构单元,将它们转化为结晶聚合物的过程,以及将这种聚合物固化成坚韧的,几乎不溶的纤维如果我们确定如何确定丝绸的生产方式,我们打算将其转变为孟山都公司并让它们制造纤维“另一种质量的蜘蛛丝是它的'玻璃化转变温度'”蜘蛛丝在约-50°时会变脆C至-60°C,远低于大多数聚合物,“Fossey说 “这不仅意味着丝绸降落伞绳索在寒冷的天气中会继续保持弹性,它还意味着它在突然载荷下能够很好地发挥作用聚合物化学中有一个称为“时间 - 温度叠加”的原理,它说玻璃化转变温度低的纤维也能很好地应对突然的动态载荷 - 例如降落伞绳索所承受的那些一只蜘蛛将其腺体内水溶性蛋白质的液体混合物转变为从喷丝头出来的不溶性纤维,距离只有几分之一毫米,Fossey也希望他的团队能够发现他的蜘蛛产生的所有丝绸是否都来自相同的蛋白质:'有些丝绸仍然像胶水一样粘,而其他丝绸在有水的情况下收缩它们可能从不同的肽开始,

 

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