淺談新型高性能材料蜘蛛絲纖維

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，服裝材料使用也有新的發(fā)展和進(jìn)步。目前，在國(guó)際上服裝的面料出現(xiàn)了一種新型高性能的面料材質(zhì)蜘蛛絲纖維，這種材質(zhì)的特點(diǎn)是具有良好的剛性和彈性以及強(qiáng)度，除此以外這種新型的材料還有生物可降解性，不會(huì)污染環(huán)境，可以再次進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，因此這種材料的發(fā)展前景是很好的。文章主要從蜘蛛絲纖維的性能以及結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：新型材料；高性能；蜘蛛絲纖維

1 前言

隨著人們生活水平的提高對(duì)于服裝的要求也是越來(lái)越嚴(yán)格，現(xiàn)在人們都需要高品質(zhì)的服裝。目前，在服裝的面料選擇上蜘蛛絲纖維面料是一個(gè)很好的選擇，蜘蛛絲纖維是高分子蛋白纖維材料，這種材料具有良好的剛性和彈性而且這種材質(zhì)的衣服比較輕而且耐低溫這是其他纖維布料無(wú)法比擬的，其次蜘蛛絲纖維具有生物可降解的特性，生物能夠?qū)⑵浣到饣貧w到大自然中，由于這樣的特性蜘蛛絲纖維在我國(guó)很多的領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，用蜘蛛絲纖維做出來(lái)的布料比較順滑柔軟，但是蜘蛛絲纖維的產(chǎn)量是比較少的，這是一種新的生物科技，現(xiàn)在的產(chǎn)量還是比較少的，這也引起了我國(guó)生物學(xué)家的重視，我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用轉(zhuǎn)基因工程將蜘蛛的基因轉(zhuǎn)移到蠶的體內(nèi)或者其他能夠移植的動(dòng)物體內(nèi)，從而我國(guó)的蜘蛛絲纖維的生產(chǎn)進(jìn)入正軌和批量生產(chǎn)的模式，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展新型蜘蛛絲纖維生產(chǎn)和使用將會(huì)越來(lái)越得到重視，這種新型的服裝材料會(huì)得到大力的推廣和廣泛的使用。

2 蜘蛛絲纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能

2.1 蜘蛛絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)

利用高倍顯微鏡對(duì)蜘蛛絲進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲纖維在高倍顯微鏡呈現(xiàn)絲狀透明，其斷面呈圓形的絲狀物，絲與絲之間比較獨(dú)立且每個(gè)絲都?jí)驇资w維組成，在絲與絲之間的結(jié)合比較緊密縫隙很小，蜘蛛絲主要的成分高分子蛋白質(zhì)，這些高分子蛋白有的是結(jié)晶體有的是非結(jié)晶體，這些形態(tài)在高倍顯微鏡下看起來(lái)是比較清晰的，這些絲狀物有序的排列形成整體。

2.2 蜘蛛絲纖維的性能

蜘蛛絲纖維的物理特性是非常好的，它具有良好的剛性和彈性，由蜘蛛絲纖維做成的布料比較順滑光亮且對(duì)防止紫外線的照射起到了很好的作用，其他的纖維布料我們穿著時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜電，然而蜘蛛絲纖維制成的布料成衣后出現(xiàn)靜電的現(xiàn)象就很小，從耐高溫的性能上蜘蛛絲纖維的布料也由于其他纖維制成的布料。

蜘蛛絲纖維的主要成分是高分子蛋白，因此蜘蛛絲的另一大特點(diǎn)就顯現(xiàn)出來(lái)生物降解性，這樣蜘蛛絲纖維就可以自然降解減少了對(duì)環(huán)境的污染，因此蜘蛛絲纖維從物理特性是由于合成纖維和其他類型纖維。

3 蜘蛛絲纖維的生產(chǎn)

蜘蛛絲纖維的產(chǎn)量是比較少的且生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)難度比較大，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展我國(guó)生物學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將蜘蛛絲的基因轉(zhuǎn)移到蜘蛛或者其他適合的生物體中進(jìn)行蜘蛛絲纖維的生產(chǎn)。目前，蜘蛛絲纖維的轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)比較成熟，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)蜘蛛絲纖維已經(jīng)成為一種可能實(shí)現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)，通過(guò)基因技術(shù)合成類似的高分子蛋白質(zhì)獲得蜘蛛絲纖維的生產(chǎn)技術(shù)。

3.1 微生物生產(chǎn)途徑

將蜘蛛絲纖維的基因轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，通過(guò)微生物自身的減數(shù)分裂生成蜘蛛絲纖維的基因復(fù)制生成高分子的蛋白質(zhì)，即蜘蛛絲纖維。這種生產(chǎn)蜘蛛絲的方法優(yōu)點(diǎn)是效率比較高，生產(chǎn)投入成本比較低，這種利用微生物轉(zhuǎn)基因的方法進(jìn)行蜘蛛絲纖維的繁殖不僅僅降低了生產(chǎn)的成本，在一定程度上大大的提高了生產(chǎn)的效率。

3.2 動(dòng)物生產(chǎn)途徑

將蜘蛛絲纖維基因轉(zhuǎn)入到動(dòng)物的體內(nèi)進(jìn)行DNA的轉(zhuǎn)換在動(dòng)物的體內(nèi)產(chǎn)生新的DNA，這種新的基因就是含有蜘蛛絲纖維高分子蛋白的基因，利用這種蛋白基因就可以生產(chǎn)蜘蛛絲纖維。國(guó)外的生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物中進(jìn)行轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)蜘蛛絲纖維的模式是基本類似的，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠生產(chǎn)蜘蛛絲纖維，這種纖維材料制成的衣服具有強(qiáng)度高、柔韌性好、光亮順滑。這種技術(shù)已經(jīng)得到世界多數(shù)科學(xué)家的認(rèn)可，國(guó)外生物學(xué)家將蜘蛛的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到奶牛的體內(nèi)，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將蜘蛛蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到奶牛體內(nèi)并經(jīng)過(guò)DNA轉(zhuǎn)序形成蜘蛛絲纖維基因。

3.3 植物生產(chǎn)途徑

將蜘蛛絲的基因轉(zhuǎn)移到植物中，進(jìn)過(guò)植物體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)序形成蜘蛛絲纖維基因，培育出能夠長(zhǎng)生蜘蛛絲纖維基因的植物，這樣植物體內(nèi)產(chǎn)生這種高分子蛋白基因就可以生產(chǎn)蜘蛛絲纖維，把蜘蛛絲蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)就可以產(chǎn)生大量蜘蛛絲纖維，然后在植物的蛋白質(zhì)中提取蜘蛛絲纖維，從而獲取大量的蜘蛛絲纖維用于布料的制作。

4 蜘蛛絲纖維的應(yīng)用

蜘蛛絲纖維由于其獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)已經(jīng)在我國(guó)的很多領(lǐng)域達(dá)到了應(yīng)用和廣泛的推廣。目前，我國(guó)的很多服裝的布料就采用蜘蛛絲纖維為原材料。

4.1 蜘蛛絲纖維在紡織上的應(yīng)用

蜘蛛絲纖維具有良好的強(qiáng)度和韌性，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以生產(chǎn)，因此在我國(guó)的紡織廠已經(jīng)用蜘蛛絲纖維逐漸取代合成的纖維進(jìn)行紡織成衣，蜘蛛絲纖維成衣比較輕且不了順滑光亮，用這種纖維制成的面料已經(jīng)被廣大的消費(fèi)者認(rèn)可。

4.2 蜘蛛絲纖維在軍事上的應(yīng)用

現(xiàn)在蜘蛛絲纖維在我國(guó)的很多領(lǐng)域達(dá)到了廣泛的應(yīng)用，在軍事方面蜘蛛絲纖維的布料也得到很好的應(yīng)用，蜘蛛絲纖維布料質(zhì)量比較好，強(qiáng)度大、韌性好能過(guò)吸收部分能量因此現(xiàn)代部隊(duì)的防彈衣就是采用蜘蛛絲纖維布料制作成的，用這種纖維制成的防彈衣、防彈背心、降落傘以及其它的軍事用布比用其它纖維制成的布料性能要好很多，蜘蛛絲纖維制成的布料具有質(zhì)輕，質(zhì)量好抗拉抗裂性能比較好，堅(jiān)固耐用。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，蜘蛛絲纖維的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)逐漸加寬，這種新型材料會(huì)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。蜘蛛絲纖維作為新型纖維有自身的優(yōu)勢(shì)，我們應(yīng)該高度推廣這種新型的纖維材料，進(jìn)一步研究出更好的纖維材料應(yīng)用于我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域，給我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)便利，給人民的生活帶來(lái)方便。

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作者簡(jiǎn)介：羅敏（1984，7-），女，湖北武漢人，2007年畢業(yè)于武漢紡織大學(xué)，碩士，助教，研究方向：被裝材料及性能。