合成蜘蛛絲

朱崇愷

蜘蛛絲是自然界中強度最大、最堅韌的材料之一，它的強度與鋼一樣堅固，韌性甚至比防彈用的凱夫拉纖維更強。蛛絲這種無與倫比的強度和韌性組合使這種蛋白質材料成為許多應用的理想選擇，比如超薄手術縫合線、防彈服裝等。但不幸的是，由于蜘蛛的領土意識和自相殘殺的本能，它們的絲不可能大規(guī)模地生產，因此其實際應用還沒有實現(xiàn)。

盡管科學家們之前已經能夠制造出某些形式的合成蛛絲，但卻無法設計出包含大部分天然蛛絲特性的材料。時至今日，圣路易斯華盛頓大學工程與應用科學學院張福忠副教授在《生物大分子》雜志上發(fā)表了新的研究，表明蛛絲的拉伸強度和韌性與其分子量保持正相關—分子越大，絲就越強—即使在合成絲中也是如此。張福忠副教授新合成的人造蛛絲的分子重量（556 kDa）幾乎是原先紀錄保持者（285 kDa）的兩倍，甚至超過了天然拉絲蛛絲蛋白（370 kDa）。這里kDa為千道爾頓，是一種原子量單位。

展望未來，張福忠副教授的實驗室正致力于使用生物合成絲纖維取代工業(yè)中使用的由石油生產的合成纖維。此外，他們的工作還顯著表明，如果能夠生產出更大的蛋白質，這種纖維的強度和韌性還可以繼續(xù)增加。