致命蜘蛛独特的织网技术启发新型高强度材料发展

材料人注：牛津大学动物学系的科学家和弗吉尼亚威廉玛丽学院应用科学系的一个团队，通过对美国棕色遁蛛的观察，发现其丝的独特的薄且扁特性可能是其较其他蜘蛛丝强度更高的原因。由此启发，该团队通过计算机模拟将该技术应用于合成纤维，测试并证明添加甚至单个的环即可以显着增强材料的强度。该发现为高强度纤维技术开辟了新领域。

一个英美合作的新出版物发现，棕色遁蛛使用独特的微循环技术，使他们的织的网比任何其他蜘蛛都要强。

作为世界上最可怕且有毒的蜘蛛之一，美国棕色遁蛛长期以它的标志性坏死毒液，以及它的异常高强度的丝闻名于世。现在，新的研究提供了蜘蛛如何使它的丝异常强韧的一个解释。

研究人员提出，如果应用于合成材料，该技术可以激发科学发展，并改进太空旅行中使用的冲击吸收结构。

这项研究由牛津大学动物学系的科学家和弗吉尼亚威廉玛丽学院应用科学系的一个团队合作，现发表在“Material Horizons”杂志上。 他们对棕色遁蛛的旋转行为的监视显示了蜘蛛如何以及在什么程度上加强了它所制造的丝。

通过观察蜘蛛，团队发现，不像其他蜘蛛生产圆形丝带，棕色遁蛛的丝薄而扁。这种结构差异是丝线强度的关键，提供了防止过早断裂和承受纺丝过程中产生的结节所需的灵活性，使得每股丝线具有更高的强度。

威廉玛丽学院的Hannes Schniepp教授解释说：“可增加强度的环的理论已经被证实，但是向合成纤维添加环似乎会导致纤维过早失效。观察的棕色遁蛛提供了突破性的解决方案；其不像所有的蜘蛛，不是圆形的，而是一种薄的纳米尺度扁平带，带状形状增加了防止过早失效所需的灵活性，使得所有微环可以为股线提供更高的强度。

通过使用计算机模拟将该技术应用于合成纤维，团队能够测试并证明添加甚至单个环可以显着增强材料的强度。

William＆Mary的博士生Sean Koebley补充道：“我们能够证明，添加一个环可以显着提高简单合成胶带的韧性。我们受棕色遁蛛启发的观察为纤维技术开辟了新的领域。

牛津大学动物学系Fritz Vollrath教授表示：“计算机模拟表明，具有许多环的纤维比没有环的纤维强度更高。例如，碳丝可以是环状的，以使它们更韧，并因此允许它们用于新颖的冲击吸收结构中。一个示例是漂浮在外太空的碳丝的蜘蛛状网，捕获危及宇航员生命和卫星完整性的漂移的太空碎片。

原文链接：Deadly Spider's Unique Spinning Technique Could Inspire Tougher Materials

本文由编辑部丁菲菲提供素材，豆慧敏编译，点我加入材料人编辑部

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