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蜘蛛產生的細絲材料 来自维基百科,自由的百科全书
蜘蛛絲是由蜘蛛所分泌抽出的纖維,其主要成份是蛋白質。蜘蛛利用牠們所生產的蜘蛛絲建造蜘蛛網以捕捉獵物,或建構巢穴或卵囊作為蜘蛛或子代的保謢場所。蜘蛛也可以利用自己的蜘蛛絲將自己懸吊著,以保護自己。
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大多數的蜘蛛並不只有一種蜘蛛絲。蜘蛛腹部具有多種腺體專門分泌絲蛋白,通稱為絲腺。不同之絲腺會分泌不同的蛋白質,經由各自的通道,最末於絲疣將絲蛋白拉出而成為蜘蛛絲。絲蛋白在蜘蛛體內為液態,但經由絲疣開口時,由於壓力的作用,絲蛋白分子會重新排列而成為固態之絲蛋白[1]。
許多蜘蛛幼體會利用蜘蛛絲作為飛翔的工具以進行遷徙[2][3]。牠們將蜘蛛絲噴向空中,藉由風力將自己帶離原地。雖然這種遷徙方式的距離大多數公尺之遠,但極可能是蜘蛛遷徙至不同島嶼的方式。許多水手曾指出當他們在海中航行時可以在風帆上捉到蜘蛛。
在某些情況下,蜘蛛可能將蜘蛛絲當作食物。大多數的結網蜘蛛會在蜘蛛網不堪使用時以攝入蜘蛛絲的方式回收蜘蛛網[4]。姬蛛科(Theridiidae)中有多種寄居於其它結網蜘蛛之物種,平時會偷竊宿主蜘蛛網上的獵物,或是直接攝入宿主的蜘蛛網上的蜘蛛絲作為食物[5]。
人類已知如何以人工的方式從蜘蛛身上抽取蜘蛛絲[6]。此動作乃將蜘蛛上下顛倒並固定其身體及步足,再利用鑷子等細物從絲疣附近拉出蜘蛛絲。若需要抽出大量的蜘蛛絲,可利用馬達等機械代替雙手以持續拉絲。
蜘蛛絲以其強韌的物理性質聞名。蜘蛛絲的強度(單位截面積下的張力)比高品質的鋼還大,且和許多人造之芳香族聚醯胺纖維之強度不相上下,如特威隆纖維或克維拉纤维等。更重要的是,蜘蛛絲的質量極小:能環繞地球一圈長度的蜘蛛絲之質量仍不達500公克[7]。
蜘蛛絲亦具有極佳的延展性,可以延伸其長度至原長度的140%仍不斷裂。蜘蛛絲可以在攝氏零下40度的溫度仍維持高強度。蜘蛛絲的韌性(單位體積下斷裂所需之能量)極大且與當今商業販售之人造芳香族聚醯胺纖維(如芳香性尼龍)相提並論,而此人造纖維則是現代人造聚合纖維科技的工業基準點之一[8] [9] 。
另外,蜘蛛丝还可以进行方向性的集水,使水在纳米纤维节点周围不断凝结,然后被输送到周期性的纺锤节上,并被积聚成大水滴[10]。
大多數的蜘蛛(乃指新蛛亞目)來說具有至少六種蜘蛛絲。不同的蜘蛛絲由不同之絲腺所生產,再經由各自的通道,最終由絲疣之處拉出。不同的蜘蛛絲也具有不同的物理性質,以達成不同的功能或建構複雜的蜘蛛網。
蜘蛛絲是由複雜的蛋白質分子所構成,但不易探究其分子結構。簡單來說,蜘蛛絲蛋白結構中具有結晶及非結晶結構,前者可增加蜘蛛絲的物理性強度及硬度,而後者增加蜘蛛絲的延展性。
目前科学家正在积极探寻蜘蛛丝在纺织业、医疗和军事方面的应用。
蜘蛛絲的可能應用領域:
纖維特性 | 可能運用 |
---|---|
透濕防水與柔軟度 | 衣服、紡織品 |
高韌性、輕量 | 航太複合材料、滑翔翼之風帆、繩索、天文望遠鏡內準線 |
耐化學藥品性、耐高衝擊力 | 軍事應用、防彈背心 |
耐水性 | 釣魚線、帆船 |
能量吸收轉換 | 磁性和導電材料 |
生體適合性(生物相容性) | 醫療用途、外科植入材料(縫合線、人工韌帶、人工皮膚) |
奈米尺寸纖維 | 人工眼角膜材料 |
遇水超收縮 | 高敏感度濕氣偵測器 |
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