科普中国-科学原理一点通 2019-04-16 作者：黄少华
“小小诸葛亮，稳坐中军帐，摆起八卦阵，单捉飞来将”，猜一种动物。相信大家很快就能猜出来，这是蜘蛛。蜘蛛一般独行，很少群居，靠自己单打独斗生活在动物世界里，而各种形状的蜘蛛网是它们的武器。那么所有的蜘蛛都会吐丝吗？
答案是肯定的，但只有差不多一半的蜘蛛会织网。有的蜘蛛吐丝是为了帮助逃跑，比如吐丝包裹保护自己，又比如从天花板吊一根丝到半空或者地面。蜘蛛吐丝到底有什么秘密呢？
不同的蛛丝在强度、弹性和韧度等特性上都有所不同，但是通过和自然材料、合成材料研究对比，发现蛛丝要比它们结实得多，每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍，弹性也比人造纤维好得多。比如，蜘蛛网可以延伸到原长的10倍，而尼龙一旦延展到原长的20％就会发生断裂。
通过观察发现，每一种蜘蛛身后都跟着一条蛛丝，我们把它叫做牵引丝，这种丝可以说是蜘蛛的生命线，对蜘蛛起着很重要的作用。当蜘蛛从上面掉下来时，它作为保险绳，保证蜘蛛的生命安全；当蜘蛛遇到危险时，它又作为电话线，及时向蜘蛛传递警报，保证蜘蛛及时逃跑；同时，蛛网最重要的放射状半径线也是牵引丝组成的。
经过进一步研究发现，牵引丝包含两种不同蛋白质，每种蛋白质由三个具有不同物理特性的区域组成。其中一个区域的蛋白有非晶质基质形成，这种基质延伸性很好，使蛛丝有了足够的弹性，因此当猎物进入蛛网时，基质的延伸性可以缓解猎物带来的冲击力，使蛛网不被冲破，起到保护蛛网的作用。其他两个区域的蛋白具有很强的弹性和韧性，这是蛛丝无比坚韧的原因。这两个区域的蛋白组织结构是结晶体，一种结晶体刚性强一些，一种相对弱一些，它们相互紧紧地呈褶状交织在一起。其中相对弱的结晶体在与强刚性的结晶体紧密相褶的同时，还与另一个区域的柔性基质相互作用结合。这样，蛛丝的刚性部和弹性部就完美地融合在一起了，使蛛丝既有很强的坚韧性又有很强的弹性。
由于蜘蛛丝具有强度大、柔软、弹性好等诸多特点，这种结构也逐渐为人们所认识，因此它已在很多领域有着重要的应用。利用蛛丝的抗冲击能力，它可以用来做新型的防弹衣、防弹头盔、降落伞。利用蛛丝的强度，它可以用来做攀岩绳、航空母舰上帮助飞机降落的绳索等；利用蛛丝的柔软，它可以用来做全球展示会上最时尚的面料；利用蛛丝的纤细，它可以用来做手术缝合线等。随着科技的发展，对于我们来说蛛丝的特性连同它们自身给我们带来的灵感，都是一笔自然赐予的宝贵财富。了解蜘蛛吐丝背后这些鲜为人知的秘密，也许会给丝纤维行业带来一场新的革命。相信在不远的将来，蛛蛛丝会在我们日常生活中得到广泛应用，成为新一代高级材料。
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