每正常厘米可承重5吨、每正常毫米不错吊起一个50公斤重的成年东谈主——自然蛛丝，在动漫、电影里是蜘蛛侠的过劲兵器，在本质生涯中，由于其惊东谈主的力学强度和超卓的延展性，一直是材料科学边界仿生究诘的理念念模板。
近日，香港城市大学胡小脚教练与深圳北京大学香港科技大学医学中心刘伟究诘员联结组建的究诘团队经过5年科研攻关，在重组蜘蛛丝材料边界取得破碎性理会。该究诘翻新弃取“边际半胱氨酸锁定”的精确分子工程联想次第，得手攻克重组蛛丝力学性能不及、湿度矫健性差等中枢勤劳，研发出兼具超高强度、韧性与环境妥当性的东谈主工蛛丝纤维，关连究诘后果日前接踵发表于国外学术期刊《先进科学》和《微轨范》。
“由于蜘蛛繁衍难、蛛丝产量极低，蛛丝很难通过繁衍技巧进行产业化取得。”刘伟诠释，因此，通过大肠杆菌坐褥蛛丝卵白，再进行东谈主工重组一直是科研边界的重心究诘标的。“可是恒久以来，东谈主工合成蛛丝由于卵白分子量偏小、结构松散，濒临结晶矫健性不及、力学性能衰减等问题，难以终结矫健纺丝。”
{jz:field.toptypename/}为什么蛛丝液在蜘蛛体内是液体，经蜘蛛吐丝就酿成了强韧的固体？究诘团队将究诘重心从形式仿生转向经由仿生，幸运飞艇运行模拟蜘蛛腺体内的精密调控经由。
“咱们整合了分子联想、生物合成、材料加工与模拟经营等多学科本领技巧，改变了之前的有机溶剂融化次第，转为弃取水相仿生法，通过调控酸碱度和盐浓度模拟当然吐丝经由，将液态卵白篡改为固态纤维，终末引入二硫键交联措置，来升迁纤维的结构矫健性。”著述第一作家、团队联结培养博士生栗敏诠释。这么纺出的重组蛛丝纤维具有三大中枢上风：一是结构矫健性强，有用叛逆水分训诲的结构破碎；二是力学性能平衡，终结了高强度与高韧性的结合，米兰体彩下载且加工经由绿色环保，无用有机溶剂；三是功能可编程，不仅能终结湿度反映的可逆形变与体式顾虑，还可通过微流控本领终结诱导范畴化制备——这意味着不详终结东谈主工蛛丝从实验室究诘向产业化诈欺的要害进步。
这些性格使该材料在多个边界展现出庞杂诈欺后劲：在软机器东谈主边界，可行为高功率东谈主工肌肉驱动精密清爽。“东谈主体肌肉束是由‘一点一点’的结构构成的，要是咱们能批量坐褥这种蜘蛛丝纤维，把它们也作念成束状，每一根纤维的归附应力就很高，成束后应力会更高。从仿生角度看，这种束状结构不错师法肌肉束，凭借‘形变后快速归附’和‘高归附应力’的特色，具备更强的清爽智商。”刘伟暗示，另外，这种纤维韧性高、质料柔嫩，还能打结，要是诈欺到机器东谈主中，不错植入微型精密器件，代替东谈主体要津处的肌肉，行为医学材料替代有缱绻。
而在生物医学边界，该材料有望用于可降解缝合线、组织工程支架等生物相容性器件。现在，该团队正在进行诈欺尝试，将这种纤维行为医用缝合线，用于小鼠胃部手术。“这种纤维是纯卵白材质，降解家具无毒，降解速率也能和东谈主体愈合速率平衡，对东谈主体的免疫刺激性更低。”栗敏暗示，同期，该材料在智能纺织边界，能诱导出湿度反映的自妥当面料；在柔性传感器、智能驱动建立等新兴边界也具有繁密诈欺出路。
（记者 党文婷 严圣禾）