蜘蛛丝到底有多大的强度,竟然可以制作防弹

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上回我们说了蚂蚁个体以及蚂蚁团队拥有的巨大能量,今天介绍的是一种很常见的昆虫,蜘蛛。

蜘蛛在野外出没的频率非常高,无论是枝头树梢上,还是草地石缝间,我们经常可以看到它们悠闲地坐守在自己的“天罗地网阵”中,等待送上门的食物光临。

和蚂蚁群居不同,蜘蛛大部分是独居,也有一些蜘蛛物种为群居生活。但它们不会像蚂蚁一样建立等级制度,只是简单地群居在一起,建造和分享同一个蜘蛛网,共享食物,或者分派特殊的任务。

在漫威电影中塑造的超级英雄中,蜘蛛侠是最为敏捷和潇洒的,他拥有蛛丝发射器这样的神器,能够附着在大部分物体上,韧性十足,能够抵抗高温高压。

拥有了神器使得蜘蛛侠可以快速敏捷地借助蛛丝移动,同时可以在面临危险时快速躲避。

和蚕吐丝一样,蜘蛛的丝主要成分也是蛋白质,蜘蛛体内有可以分泌丝浆的腺体,丝腺,蜘蛛的尾端有很小的孔眼。结网的时候,蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气,就凝结成有黏性的丝。

那么为什么蜘蛛网能够抵挡拥有巨大冲击力的子弹呢?

蜘蛛丝具有高强度

据科学家研究试验,如果把蜘蛛丝并起来,拧成一股绳子,与同样粗细的不锈钢钢筋相比,蛛丝的机械强度要更大。它能够承受比钢筋还多5倍的重量而不会被折断。

美国魁北克内克夏生物科技公司发现,蜘蛛造丝的蛋白质与酸接触后,发生奇妙的反应,它们的分子之间相互叠合,连接成链状,从而使丝的强度大大增加。

研究人员从蜘蛛身上抽取出蜘蛛基因植入山羊体内,让羊奶具有蜘蛛丝蛋白,再利用特殊的纺丝工艺,将羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺织成丝状,这种丝又称为生物钢。

用这种方法生产的人造蜘蛛丝强度惊人,比钢强4至5倍,还具有蚕丝般的柔软和光泽,制造高级防弹衣再合适不过。

蜘蛛丝具有变态的延展性

蜘蛛丝的直径细虽然比头发细得多,但蜘蛛丝非常富有韧性,直径为人类头发三十分之一蜘蛛丝,可以伸长两倍以上才会拉断。

一位荷兰科学家用蜘蛛丝织成一块一本书面积大小的“布料”,利用这块“布料”培育出了一层人造皮肤,他将这块皮肤固定在枪靶子上,用一把22毫米口径的步枪对准靶子。

子弹以米每秒的速度打在皮肤上,但皮肤依然保持完好。当然这只是对低速的子弹有好的防御效果,比较强力的枪就不行了,但我们相信随着技术的进步,进步空间很大。

其超级伸长能力使它断裂时需要吸收更多的能量,理论上可以使射弹更有效地减速。把它用于防弹衣,会起到极好的消力作用,对破碎作用是一种很大的障碍。

这些听起来是不是非常地震惊,没错,有时候从自然界会得到很多灵感。

纯天然的植物或动物蛋白有时会呈现出更高的性能,比如我们用蚕丝做丝绸。

还有珍珠,珍珠是在蚌类体内形成的,珍珠虽然主要成分是角蛋白和一些无机盐,但是其硬度与铁的硬度相差不远。

因此自然界还是有大量的奥妙等着我们去探索,用科学来揭开其中的奥秘吧。




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