說說合成纖維的故事

文/陳福民/

說說合成纖維的故事

文/陳福民/

化學(xué)，通過其研究主題——分子和材料，顯示了創(chuàng)造力，即產(chǎn)生新的、前所未有的分子和材料的能力。這些原創(chuàng)物質(zhì)及其無限的變異形態(tài)，通過原子組合和結(jié)構(gòu)的重新排列而被創(chuàng)造出來。而化學(xué)家用構(gòu)成物質(zhì)的元素創(chuàng)造了原創(chuàng)分子、新材料和未知物質(zhì)。

在化學(xué)家創(chuàng)造的衣著中，有個赫赫有名的合成纖維。它是將人工合成的、具有適宜分子量并具有可溶（或可熔）性的線型聚合物，經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。與天然纖維和人造纖維相比，合成纖維的原料是由人工合成方法制成，生產(chǎn)不受自然條件的限制。合成纖維除了具有化學(xué)纖維的一般優(yōu)越性能，如強度高、質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等外，不同品種的合成纖維還具有某些獨特性能。

合成纖維是由小分子有機單體通過聚合反應(yīng)合成的纖維，它有七“姊妹”：尼龍（錦綸）、滌綸、丙綸、氯綸、維綸（聚乙烯醇縮醛纖維）、腈綸、氨綸等。其中首屈一指的是“大姐”——尼龍。

那么，尼龍是怎么誕生的？它給人類衣著帶來了什么影響？合成材料的發(fā)明又怎樣徹底改變了人類的生活方式？

時髦“尼龍” 誘惑無窮

1939年10目24日，作為二次世界大戰(zhàn)的大后方，美國的杜邦（化學(xué)）公司，用300尺高的宣傳尼龍絲襪玉足模型廣告，吸引了無數(shù)眼球，人們不斷駐足“欣賞”絲襪的迷人風(fēng)采，性感十足配上嫵媚無比的絲襪，看得人們心癢癢的要跑上去“親吻”。據(jù)說，一天的銷售量就達(dá)400萬雙之多。不僅備受女士們的青睞，而且男士們也發(fā)揮渾身“解數(shù)”去搶購，簡直刮起尼龍襪的“龍卷風(fēng)”。更有甚者，連許多士兵在返鄉(xiāng)途中，也千方百計弄到尼龍絲襪“抗”在口袋里，準(zhǔn)備送給“女朋友”，當(dāng)做甜蜜的信物。人們曾用“像蛛絲一樣細(xì)，像鋼絲一樣強，像絹絲一樣美”的詞句來贊譽這種纖維．到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。

尼龍是世界上最先研制出的一種合成纖維。它的發(fā)明還同杜邦公司對基礎(chǔ)科學(xué)的興趣，而成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所有關(guān)。

300尺高的尼龍絲襪玉足模型廣告

更令人慶幸的是，該研究所聘任了一位年僅32歲的華萊士·卡羅瑟斯博士擔(dān)任有機化學(xué)部的主任。

卡羅瑟斯“走馬上任”杜邦公司的時候，正值當(dāng)時德國人剛剛發(fā)明生產(chǎn)出人造橡膠。而國際上對人造橡膠發(fā)明人提出的高分子理論展開了激烈的爭論，卡羅瑟斯贊揚并支持這個觀點，決心通過實驗來證實這一理論的正確性，并完成第一個目標(biāo)，使美國也有比德國價廉質(zhì)優(yōu)的人造橡膠后，就把對高分子的探索作為有機化學(xué)部的主要研究方向。他帶領(lǐng)的研究小組選擇各種具有活性基團(tuán)的分子，在一定條件下相互作用，看看能否成為合成纖維。結(jié)果，幾十次、幾百次的試驗都失敗了。但在他的堅持不懈努力下，在進(jìn)行二元醇與二元羧酸縮聚反應(yīng)的實驗中，得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進(jìn)一步提高聚合度，卡羅瑟斯改進(jìn)了高真空蒸餾器并嚴(yán)格控制反應(yīng)的配比，使反應(yīng)進(jìn)行得很完全，在不到兩年的時間里使聚合物的分子量達(dá)到10000～20000。

故事發(fā)生在1930年夏天，這位才華出眾的青年化學(xué)家在用乙二醇和癸二酸縮合制取聚酯在實驗中，他的同事朱利安·希爾出于一種本能的好奇，將一支玻璃棒放入燒瓶中，輕輕攪拌瓶底的熔化物。當(dāng)他在從反應(yīng)器中慢慢提起玻璃棒時，驚奇地發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象：這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來，而且更重要的是，這種纖維狀的細(xì)絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸，拉伸長度可以達(dá)到原來長度的好幾倍，經(jīng)過冷拉伸后纖維的強度和彈性也大大增加。這種從未有過的現(xiàn)象使卡羅瑟斯預(yù)感到這種特性可能具有重大的應(yīng)用價值，有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。

為了合成出高熔點、高性能的聚合物，經(jīng)過3年的艱苦奮斗，卡羅瑟斯和他的同事們將注意力轉(zhuǎn)到己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚反應(yīng)，終于在1935年2月28日合成出聚酰胺高分子化合物。由于這兩個組分中均含有6個碳原子，當(dāng)時稱為聚合物66。他又將這一聚合物熔融后經(jīng)注射針壓出，在張力下拉伸稱為纖維。1938年10月27日，杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維正式誕生，并將聚酰胺66這種合成纖維命名為“尼龍-66”，即錦綸。

錦綸是一種有廣闊發(fā)展前途的合成纖維，由于結(jié)實耐磨，可用于生產(chǎn)彈力錦綸絲襪、手套、帽子等，還可與棉花和羊毛混紡或交織成質(zhì)地柔軟的各種產(chǎn)品，如市場上常見的錦緞被面、錦格綢等。

除了錦綸（尼龍），在合成纖維大家族中還有六個“姊妹”，即滌綸、氯綸、丙綸、腈綸、維綸和芳綸等，它們廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。如我們稱作“的確良”的滌綸，大量用于衣料、床上用品；有“人造羊毛”之稱的腈綸，廣泛應(yīng)用于服裝、裝飾領(lǐng)域；強度是鋼絲的5～6倍，而質(zhì)量僅為鋼絲1/5的芳綸，被用于制作防彈外衣和消防外衣等。

目前，合成纖維已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、機電、建筑、汽車、家居、服裝和體育用品等國民經(jīng)濟(jì)的各個方面。隨著科技的發(fā)展，許多具有特殊功能的新型合成纖維正不斷被研制出來，如抗紫外線纖維、負(fù)離子纖維以及智能纖維等，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，世界因為合成纖維將變得更美麗。

纖纖“秀才” “武功”顯赫

在尼龍“姊妹”中排行老小的是芳綸，它是一種芳香族聚酰胺有機纖維?？蓜e小看它“芊芊弱柳”之姿，卻有著男兒般的外號，叫“合成的鋼絲”。原來，芳綸在同樣重量材料下得到的強度是鋼絲的五倍，用手指粗的芳綸繩就可以吊起兩輛大卡車！它有“真金不怕火煉”的本領(lǐng)，有的品種可以在260℃高溫下連續(xù)使用上百小時。芳綸真是“能文能武”，它既可制成千姿百態(tài)的女兒衫，又可與陶瓷塔配做成戰(zhàn)斗中的裝甲，普遍應(yīng)用于坦克、裝甲車和直升機，可作為主防護(hù)裝甲和輔助防護(hù)裝甲。在航天飛機上，芳綸氈毯用于再返大氣層時的熱防護(hù)等。

芳綸在軍事上的一舉盛名是在2004年9月份。那時，英國駐伊拉克部隊的12名士兵在伊遭到反美武裝襲擊，在以少敵多的情況下，英軍士兵以一人死亡的微小代價奇跡般地沖出了包圍。死里逃生的英軍士兵身上的防彈衣被密集的子彈打得像蜂窩，中彈最多的一名士兵身上中了12槍，但沒有一件防彈衣被子彈擊穿，死亡的那名士兵是因為被流彈擊中了無防護(hù)的腦部。后來，“中國的防彈衣救下11名英國士兵性命！”的新聞就這樣傳開了，包括美、英在內(nèi)的30多個國家都來購買中國的防彈衣。

其實，這種制作防彈衣的材料就是芳綸，它最先就是美國杜邦公司研制成功的，他們給它取的名字叫“凱芙拉”。而美國的“凱芙拉”防彈衣也是世界上的“名牌”。

1996年的一天，初出茅廬的中國“護(hù)神”牌防彈衣與來自美國的某型最先進(jìn)防彈衣進(jìn)行現(xiàn)場比試。試驗開始前，來自大洋彼岸的專家，悠然自得地坐在靠背椅上閉目養(yǎng)神，對掛在靶場正前方的那兩件防彈衣看也不看一眼。因為在他們眼里，這兩件防彈衣本來就不在一個檔次上：左邊掛著的是大名鼎鼎的“凱芙拉”防彈衣，產(chǎn)自素有“防彈衣王國”之稱的美國；右邊掛著的是當(dāng)時人們聽都沒有聽說過的“護(hù)神”牌防彈衣，產(chǎn)自中國軍隊的總后軍需裝備研究所。一陣急促的槍聲過后，在場的賓客一起跑向這兩件設(shè)臺打擂的防彈衣，結(jié)果卻大出意料：“凱芙拉”被5發(fā)子彈打了兩個洞；而“護(hù)神”卻只留下幾個彈頭親吻過的痕跡，一切完好無損。

時隔半年后，在擂臺上輸了的對手不服氣，尤其是聽說美國一家公司要從中國大量進(jìn)口“護(hù)神”牌防彈衣，他們更咽不下這口氣：“在中國打一兩次靶不能說明什么問題，應(yīng)當(dāng)按國際慣例和通行的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測?！比欢?，幾天之后，由國際權(quán)威機構(gòu)組織的檢測結(jié)果再一次表明：中國的“護(hù)神”牌防彈衣無論是防彈性能，還是重量，都明顯優(yōu)于美國“凱芙拉”，而且防護(hù)面積還比“凱芙拉”大70%。于是，曾經(jīng)被美國列為防彈衣禁運對象的中國，卻生產(chǎn)出更優(yōu)異的“護(hù)神”牌防彈衣反銷美國。“護(hù)神”牌防彈衣一躍成為新“寵兒”。

還有一個有趣的故事?！白o(hù)神”牌防彈衣在擂臺上打出國威之后，某位客人無意中說了這么一句話：“子彈的力量那么大，就是打不穿，人也震得差不多了吧？”是不是震得差不多了？“護(hù)神”的主要研制者周國泰又帶著“護(hù)神”上了試驗場。

一只訓(xùn)練有素的狗穿上了“護(hù)神”牌防彈衣：20米，狗挨了一槍，沒事；10米，那狗再挨一槍，停頓了一下回頭看了看，沒事，便接著往前走；兩米，那狗又挨了一槍，只是本能地蹦了一下，仍然無事地往前走。專家們對狗進(jìn)行了嚴(yán)格的檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，狗在兩米處挨的一槍，只導(dǎo)致表皮略為紅腫。過了幾天，狗身上的紅腫自然地消失了。這一下，“護(hù)神”牌防彈衣真的更神了起來。

美將軍和士兵穿凱芙拉防彈衣

中國的“護(hù)神”牌防彈衣之所以如此“神”，是因為設(shè)計者瞄準(zhǔn)了世界頂尖技術(shù)，不斷改進(jìn)材料、改進(jìn)工藝，先后進(jìn)行了上百次試驗，研制成功的。其中，軟體防彈衣采用芳綸及超高分子量聚乙烯纖維材料為主要材料制成，衣重2至5公斤不等，防護(hù)面積以及防護(hù)級別根據(jù)客戶需要而定；硬體防彈衣在需要時，在軟體防彈衣上插入高等級復(fù)合陶瓷防彈板。防彈規(guī)格有防手槍、防沖鋒槍的等，其中最強的防彈衣可以擋住機槍的7米距離射擊，而這個距離的機槍殺傷力可以擊穿兩厘米厚的鋼板。據(jù)統(tǒng)計，芳綸防彈衣和鋼盔最少能防護(hù)人的60%～70%關(guān)鍵部位，使傷亡人數(shù)至少降低三分之一。

合成纖維 來自煤石

尼龍的誕生，改變了人們過去靠植物生長、蠶吐絲等得到的天然纖維制衣的習(xí)慣，而采用以煤、石油、天然氣、水、空氣、食鹽、石灰石等為原料，經(jīng)化學(xué)處理制成的，所以也叫合成纖維。在合成纖維中，尼龍和腈綸、滌綸前兩種產(chǎn)量最大，占整個合成纖維產(chǎn)量的90%。它們都具有強度高、耐磨、比重小、彈性大、防蛀、防霉等優(yōu)點。除做衣服以外，在工業(yè)或其他方面也很有用處。

尼龍的化學(xué)名稱是聚酰胺纖維。尼龍66和尼龍6等耐磨性比棉制品高10倍，比羊毛高20倍，彈性好，大多用于制造絲襪、襯衣、漁網(wǎng)、纜繩、降落傘、宇航服、輪胎簾布等。

腈綸又稱人造羊毛，它的學(xué)名為聚丙烯腈纖維，比重低于羊毛，強度是羊毛的三倍，手感柔軟膨松，耐洗耐曬，可以純紡或同羊毛混紡，制作衣料、毛毯和工業(yè)毛毯。腈綸毛線是市場上最暢銷的產(chǎn)品之一。近年來，復(fù)合材料需用的碳纖維數(shù)量日增，常常采用腈綸纖維作為原絲。

滌綸俗稱“的確良”，它的學(xué)名叫聚對苯二甲酸乙二酯纖維，簡稱聚酯纖維。它兼有綿綸和腈綸的特點，強度高、耐磨，混紡后的棉滌綸和毛滌綸為最常用的衣著用料。在工業(yè)上，滌綸還可制作輪胎簾布、固定帶及運輸帶等。

以上各種合成纖維產(chǎn)量大、用途廣泛，與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系密切，已為大家所熟悉，被稱為通用合成纖維。在制造服裝方面，合成纖維除了可制成各種織物和針織品外，還可充當(dāng)棉絮，具有重量輕、彈性好、不板結(jié)、不變形的特點，制成的被褥、座墊、睡袋、沙發(fā)和防寒服等可以整洗，并且不怕霉菌和蟲蛀，因此在20世紀(jì)80年代合成棉絮的用量已和天然棉絮平分秋色了。

合成纖維棉絮的進(jìn)一步發(fā)展是人造羽絨，人造羽絨呈立體結(jié)構(gòu)，富有彈性，膨松保暖。特別是近年來出現(xiàn)的一種薄型合成絮片，在1983年以后的奧林匹克冬季滑雪運動會上，一些運動員身穿緊身型滑雪裝，人體的曲線美充分顯露，騰飛的動作更加瀟灑利落，滑跑的速度加快，這就要歸功于這種合成纖維絮片。原來這類絮片是由超細(xì)纖維或發(fā)泡纖維制成的，增加了靜止空氣的儲量，減少了熱量的對流和傳導(dǎo)，只需原羽絨服的一半厚度就足以保暖了。在宇航服的啟發(fā)下，一些合成纖維絮片還采用了表面金屬蒸發(fā)沉積鍍層，形成防濕保暖效果極好的輻射屏蔽層。

那么這些“軟硬兼施”的合成纖維來自哪里？

當(dāng)時國外已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維品種除錦綸、腈綸、滌綸外，還有維綸、丙綸等。這些合成纖維大都是以石油為原料，走石油化工的技術(shù)路線。只有日本、朝鮮等少數(shù)國家采用煤化工技術(shù)路線，以石灰石和煤為起始原料生產(chǎn)維綸。

說到石油，如今已成了衣、食、住、行不可或缺的元素。據(jù)上海世博會數(shù)據(jù)，全球70億人均一生“穿”掉0.8噸石油，“吃”掉0.6噸石油，“住”掉3.8噸石油，“行”掉3.8噸石油，合計9噸。在歐美發(fā)達(dá)國家和我們中國這樣新興工業(yè)化的發(fā)展中國家，這個數(shù)據(jù)更是成倍、成幾十倍增加。其實，這些數(shù)據(jù)還是明顯偏低的。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》，2012年全球石油產(chǎn)量41.2億噸，全球70億人人均消費石油589公斤，若按全球人均壽命67歲計算，地球人每人一生消費39.43噸。2012年中國人口13.54億，消費石油4.84億噸，人均消耗357.5公斤。中國人2012年人均壽命73.5歲，如此算來中國人的一生也要消耗26.3噸。

再拿穿衣來說，我們從衣服的標(biāo)簽上就能看到它的材質(zhì)，滌綸、腈綸、錦綸，包括現(xiàn)在大名鼎鼎的萊卡、莫代爾等面料都是由石油生產(chǎn)的合成纖維。化學(xué)纖維占紡織纖維的比重已接近3/4，天然纖維僅占1/4，而90%以上的化學(xué)纖維產(chǎn)品是從石油提煉而來?？梢哉f，全球每10件衣服，就有7件是由石化工業(yè)原料生產(chǎn)的，而大部分植物纖維生產(chǎn)的服裝中或加入部分化纖材料，或是石化產(chǎn)品制造的物質(zhì)進(jìn)行了表面處理。五彩繽紛的各色染料和清洗衣服用的洗衣粉、洗滌液、衣領(lǐng)凈、柔軟劑等也都是石化工業(yè)品配制而成。由于石化工業(yè)以低成本，高效率大量合成纖維，源源不斷供應(yīng)市場，才有今天各種多彩多姿，價廉物美的衣著。一座合成纖維廠占地約為一個足球場（5000平方米），可年產(chǎn)合成纖維9萬噸；如若種植棉花滿足同樣規(guī)模的市場需求，則需土地1600平方公里，比臺灣面積還大。

據(jù)統(tǒng)計，目前世界合成纖維年產(chǎn)量大約為1500萬噸，已超過天然纖維產(chǎn)量。形象地說，這相當(dāng)于30萬畝棉田或250萬頭綿羊的產(chǎn)量。由此足見合成纖維的發(fā)展對于人類社會進(jìn)步多么重要。

生物擬態(tài) 前程無量

石油是人類生存與發(fā)展不可缺少的主要能源，若用來做衣著所需，豈不可惜。有什么辦法能使魚與熊掌兼得嗎？

科學(xué)家通過研究動植物纖維的形成得到啟迪，利用天然材料經(jīng)生物自然加工而獲得纖維。這就是悄無聲息地走近我們生活的生物擬態(tài)纖維。

拿植物纖維來說，它是通過光合作用產(chǎn)生碳水化合物而形成合成植物纖維，同時也吸收了空氣中0.3%的二氧化碳。植物是利用少量二氧化碳在水與光合作用下生成纖維素。其纖維橫截面由復(fù)雜的多種結(jié)構(gòu)組成，這種纖維素具有相似性。纖維科學(xué)家將其定義為“二氧化碳纖維”。這就是說，我們一旦了解更多自然知識，我們就可以避免使用化石能源制造人造纖維，而創(chuàng)造一種環(huán)境友好型的生物纖維已成為一種可能。

許多世紀(jì)前，家養(yǎng)蠶絲就已出現(xiàn)。這種化學(xué)纖維擬態(tài)絲有人類培養(yǎng)許多年后，其價值仍然不可磨滅；隨后，人們發(fā)現(xiàn)木質(zhì)漿具有可溶性，還可濕紡加工。而人造絲與木質(zhì)纖維具有纖維素同樣的結(jié)構(gòu)。隨之，尼龍又出現(xiàn)了。尼龍是人類模仿天然纖維的杰作，它本身具有類似的氨基酸化合物的性質(zhì)。50年后，混紡加工技術(shù)出現(xiàn)，合成纖維漸漸成為我們的時尚，也形成一種開發(fā)方式。此后，聚酯纖維以標(biāo)新立異的固有特征使其他人造纖維刮目相看，也與人造絲形成鮮明的對比。然而，卻不是所有的絲織特征可以替代天然的再樹結(jié)構(gòu)。例如，光澤特征、吸濕特征、可染特征并沒有完全盡人意地模仿出來。另外又發(fā)現(xiàn)，菊花的所有有機要素，如醣類、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等均含碳元素；光合作用使碳元素生成新的植物碳元素。

據(jù)稱，每年全世界約有2000億噸碳元素因光合作用被植物從空氣中吸收。其中植物就包含了空氣和植物中水分子中的二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為植物醣類。光合作用使植物需要更多能量。植物糖類含高于其他簡單化合物，其能量主要來源于光的吸收，即葉綠素和類胡蘿卜素的生成，而植物不僅能生成糖類，而且其化合物可以轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)性材料，如纖維素和蛋白質(zhì)。這種轉(zhuǎn)換要求更多能量，這一趨勢又使其分解具有高能量的醣類。在氧化作用下，它再次生成二氧化碳和水。這種能量釋出和轉(zhuǎn)換過程被看作植物呼吸與生長的過程，類似于動物的呼吸。而光合作用使植物獲得能量后以糖類的形式儲存下來。日本農(nóng)業(yè)生物科學(xué)研究所的馬越博士認(rèn)為，蠶絲的形成經(jīng)歷了這個機械過程，而這個過程在所有動植物體內(nèi)都會產(chǎn)生。也就是說，所有動植物都可以成為“擬態(tài)生物纖維的工廠”。

其實，家蠶不是真正的吐絲，而是從口中拉出絲，靠移動編織蠶繭。也就是說，家蠶可以將蠶絲蛋白固定在平面上。因此，我們?nèi)绻芙o家蠶下“命令”，它們或許能按照人類的指令，直接給人“紡織”衣服，而省掉了織布這一過程。這就與我們傳統(tǒng)的人造纖維紡織大相徑庭了。事實上，天然絲纖維要比人造纖維更有伸縮性，絲纖維的隔熱性能、手感、吸濕性都要好于合成纖維。此外，絲纖維具有很好的功能性，甚至可以設(shè)計更多的人造功能。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，家蠶是怎樣通過食用桑葉而制造蠶絲的。那是因為桑葉被消化后形成氨基酸，然后形成絲腺。就這樣，分層的絲蛋白就在蠶的肚子里形成，然后又通過絲腺鈣離子形成膠質(zhì)蛋白絲，而凝膠體又通過吸收空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為溶膠，最終變?yōu)橐簯B(tài)水晶體，蠶兒通過邊移動邊拉出口中的液態(tài)水晶體而形成蠶絲。這個過程與人類合成纖維的生產(chǎn)大同小異。

在提到動物纖維時，有必要了解人類自己的毛發(fā)的生長過程。事實上，人類毛發(fā)和羊毛的生長都是一個氨基酸的聚合過程。如果毛發(fā)在形成過程中，聚合體相互纏繞，形成新的合成纖維，那么聚合體就會形成一種熔體并儲存下來，然后從皮膚里冒出來。這個過程可以讓我們明白，其實這也是一個人造絲的過程。若能真正模仿這種生物動態(tài)，那么人類就可以不斷創(chuàng)造無數(shù)種擬態(tài)纖維。目前，世界上已有許多纖維公司把角觸伸向人類毛發(fā)生成原理?，F(xiàn)代生物技術(shù)可以讓頭發(fā)按照人類預(yù)期的形狀在活體內(nèi)生長。倘若人發(fā)能夠復(fù)制，那么羊毛也可以用未來的生物擬態(tài)技術(shù)合成出來。

蜘蛛絲是另一有趣的纖維材料。這種動物性纖維具有很強的韌性，它可以任意伸長。為了使自身產(chǎn)絲更能有效的捕捉到昆蟲，蜘蛛往往會自動的將絲中的養(yǎng)分加以調(diào)整，使其絲的強度能讓纖維絲以蜘蛛網(wǎng)的軸心看齊。當(dāng)蛛絲一邊被拉伸時，其韌度卻在由中心到邊緣加大。蜘蛛絲的韌度相當(dāng)于凱夫拉爾纖維，其延伸性或抗斷斷裂性高于凱夫拉爾35%。因此，其經(jīng)緯黏度足以捕捉到比蜘蛛自身大得多的昆蟲。但是，當(dāng)蜘蛛移動時，蜘蛛網(wǎng)上的黏度卻不會粘住它。這就是大自然的奇妙。世界頂尖級纖維科學(xué)家因此對蜘蛛絲的結(jié)構(gòu)十分感興趣。他們希望能解釋蜘蛛絲結(jié)構(gòu)的物理屬性，從而開發(fā)像蜘蛛絲一樣的擬態(tài)非均勻性智能化纖維材料。這或許成為未來開發(fā)新纖維材料的關(guān)鍵所在。

因此，合成纖維通過自然合成高分子聚合物并制造高自旋為導(dǎo)向的纖維產(chǎn)品將會逐步取代現(xiàn)行的纖維生產(chǎn)方式。這樣看來，人類要模擬家蠶制造纖維材料的發(fā)展已不再是天方夜譚，人類利用高新技術(shù)手段即可精準(zhǔn)的到達(dá)這一目的。合成纖維而非均質(zhì)結(jié)構(gòu)材料似乎將成為開發(fā)智能化纖維的關(guān)鍵性所在。目前，世界上一些發(fā)達(dá)國家已開始利用高科技手段開發(fā)生物紡紗“工廠”。他們將按商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)出生物纖維品，纖維材料的發(fā)展以取代石油化纖。