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【FOCUS新聞】絲比鋼鐵堅 蜘蛛絲被稱「超級材料」


發佈時間:2014/12/26 23:08
最後更新時間:2016/05/16 07:06



蜘蛛絲是一種十分強韌的材質,它比鋼鐵都還要堅固,也因此被稱為是「超級材料」,目前在市面上,已經有不少產品是用蜘蛛絲來做成,例如防彈衣、輪胎和安全氣囊等等…但蜘蛛絲唯一的缺點,就是無法量產,現在美國的科學家利用基因技術,將蜘蛛造絲的基因,植入山羊的胚胎當中,之後這些山羊就會分泌出含有蜘蛛絲蛋白的乳汁,只要從乳汁中提煉出這種蛋白質,然後再還原成蜘蛛絲,就可以做成布料,另外由於人體不排斥蜘蛛絲成分,所以科學家也開始研究,用蜘蛛絲做人工韌帶,它所能承受的重量,能達到360公斤。


黑色大蜘蛛,或許是人見人怕的毛蟲子,但牠吐出來的絲,卻是稀世珍寶。堅固程度比鋼鐵還強,甚至能拿來做成防彈衣,蜘蛛絲的妙用多多,也因此被稱為是「超級材料」。

蜘蛛絲研究人員路易斯:「蜘蛛已經存在了6億年,我們發現蜘蛛絲裡的化學物質,是人類無法製造出來的。」

蜘蛛絲的強韌特性,能被廣泛的利用,例如在醫療手術上,拿來做輪胎還有安全氣囊。科學家其實在很早以前就在實驗室裡「抽絲剝繭」,摸清了蜘蛛絲的奧秘,但唯一的難題是,蜘蛛絲無法量產。

研究人員vs.記者:「如果幸運的話,我們可以抽出100公尺長的絲。那牠要花多久時間才能再吐絲?只要好好吃一頓。給他一隻蟋蟀?是啊,馬上就能恢復了。」

就算蜘蛛再厲害,體型就限制了牠們的產量,而且蜘蛛也無法被大量養殖,因為牠們是獵捕性的生物,會互相攻擊,然後把對方吃掉,因此光靠蜘蛛本尊來產絲,是絕對無法量產的,必須找分身幫忙才行。

研究人員路易斯:「我們取出蜘蛛的造絲功能基因,然後把它移植入細菌、紫花苜蓿、蠶、還有羊的身上。」

科學家將蜘蛛造絲的基因注入山羊的胚胎,之後這些山羊所分泌的乳汁中,就會含有蜘蛛絲的蛋白質。羊奶產量可觀,大量造絲就不成問題了,但為什麼科學家偏偏選羊來擔此重任呢?除了是山羊的體質最適合基因實驗以外,還有另一個有趣的原因。

研究人員路易斯:「最後一個選用山羊的理由,是文化上的因素,你不能否認白色小羊,就是比其他小動物可愛吧。」

半島記者:「別咬我的鬍子,OK,放你下來。」

半島記者vs.研究人員:「我正在擠羊奶,你覺得我怎樣?你可以辭去白天的工作了。」

研究人員強調,在山羊身上植入蜘蛛基因,完全不會影響山羊的健康,也沒有突變的問題。

研究人員路易斯:「如果你觀察牠們的行為,還有生理上的狀況,牠們就和一般的山羊一樣,只是乳汁中多了一種蛋白質。」

接下來要做的,就是從山羊產出的「蜘蛛奶」中,過濾出所需的蛋白質。

研究人員路易斯:「這些液體從這裡流出來,然後蛋白質會留在管子裡,這個桶子裡就是蛋白質。」

這些液體蛋白質經過急速冷凍後,再研磨成粉末狀,一瓶30公克的粉末,大概需要3星期的時間提煉,可以拉成30萬公尺長的絲,數量足以做出300件大尺寸的長袖襯衫。不過從粉末變成絲線的過程,必須經過好幾道程序,先是得溶解成液體,然後注入紡織機器中,噴射出絲線,過程就和蜘蛛吐絲一般,只不過蜘蛛花不到1秒的時間,就能搞定。

研究人員路易斯:「如果你仔細的看,從上頭往下,就會看到纖維的形成,絲線非常的細,大概是頭髮的1/100到1/500的粗細。」

人造蜘蛛絲的強韌度,只有真正蜘蛛絲的1/4,但仍然可以和鋼鐵比擬。另外蜘蛛絲還有一個特性,就是不會被人體排斥,所以科學家也開始研究,用蜘蛛絲做人工韌帶。

研究人員路易斯vs.記者:「像這樣的蜘蛛絲,人體不會排斥?對,這裡有一個樣品,是腳踝韌帶的替代品,特性就是有點緊度,但又不會太緊繃。」

蜘蛛絲做成的人工腳踝韌帶,能夠承受360公斤以上的重量,比人體能承受的還多出了50%,目前量產蜘蛛絲的計畫,還在實驗階段,但結果令人科學家滿意,蜘蛛絲能被日常所用,已經指日可待。





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#蜘蛛絲#韌帶

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