中外科学家研究蛛丝的抗扭性能

   

牵引丝一般出现在蜘蛛网的外缘，用作“刹车”，也是确保蜘蛛从高处安全降落的生命线。几十年前，牵引丝材料就因其强度、拉伸性和热传导性吸引了科学家的兴趣，但对其另一机械性能——抗扭性——的研究尚为数不多。

 

“蛛丝和其他传统材料差别很大，”华中科技大学研究员刘大彪说，“我们发现蜘蛛网中的牵引丝很少扭转，很想知道其中的原因。”

 

研究人员使用扭转摆研究了两个品种的金圆蜘蛛的牵引丝。从捕获的蜘蛛身上采集的蛛丝被悬挂在圆柱体容器中，避免外界干扰，再施加微小的重量来模仿蜘蛛。

 

他们用旋转体扭摆蛛丝，并以高速摄像机记录蛛丝的振荡情况。

 

研究人员发现，与线缆、合成纤维和人类毛发不同，蜘蛛丝在扭摆时会轻微变形，释放出75%以上的势能，快速减缓振荡，蛛丝的一部分则在扭摆后“迅速复原”。

 

每条蜘蛛丝中都有一条纤丝，这是一种极细纤维。每条纤丝都含有以薄片状和链条状集聚的氨基酸。研究人员认为，在扭转时，这些薄片和链条会变形。在薄片恢复原本的形状后，仍有部分链条保持在变形状态，这可能是蛛丝能在扭摆后迅速稳定的原因。

 

更好地了解这种材料的抗扭性能，可以帮助我们制作出新型仿生纤维，用于降落伞绳、直升机救生梯、甚或小提琴弦。

 

“如果能明白蜘蛛丝是如何做到这一点的，我们就可以将这些性能融入自己的合成绳索，”伦敦玛丽女王学院物理与天文学院（QueenMary University of London’s School of Physics and Astronomy）的大卫·邓斯坦（DavidDunstan）教授表示。

 

“蛛丝的这种性能是我们无法复制的，这实在令人着迷。”

 

 

 

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