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蜘蛛丝类生物高分子材料有哪些用途

发布时间:2023-03-30 07:33:06

⑴ 蜘蛛丝有哪些应用

人类利用蜘蛛丝始于1909年,在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光学装置的十字准线,但咐核对蜘蛛丝结构和性能了解甚少。到了20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深人研究,为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比,具有非常明显的优势,在力学强度方面,蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤Aramid、Kelve,等强伍简吵度相接近,但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此,蜘蛛丝纤维在国防、军事(防弹衣)、建筑等领域具有广阔应用前景。天然蜘腔侍蛛丝主要来源于结网,产量非常低,而且蜘蛛具有同类相食的个性,无法像家蚕一样高密度养殖。所以要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。随着现代生物工程发展,用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白是一种新突破,不久有可能形成具有一定规模的人工蜘蛛丝纤维生产厂。

⑵ 蜘蛛丝有什么用途

蜘蛛丝的用途:可用于制造防弹背心或人造肌腱等物品。

蜘蛛的肚子里有许多丝浆,它的尾端有很小的孔眼。结网的时候,蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气,就凝结成有粘性的丝,用它所结成的网,无论什么飞虫,一撞上就别想再跑掉。而蜘蛛的身上和脚上经常分泌出一层油质,粘丝是不粘油的。但是,一般飞虫是没有这层油质的,所以,蜘蛛网能牢牢地粘住飞虫却粘不住蜘蛛。

蜘蛛丝的主要化学成分是甘氨酸(芹粗NH2-CH2-COOH)、丙氨酸(NH2-CH[CH3]-COOH)及小部分的丝氨酸(NH2-CH[CH2OH]-COOH),加上其它氨基酸单体蛋白质分子链构成。外观上又细又柔软的蜘蛛丝之所以具有极好的弹性和强度,其原因在于:一方面,蜘蛛丝中具有不规则的蛋白质分子链,这使蜘蛛丝具有弹性;另一方面,蜘蛛丝中还具有规则的蛋白质分子链,这又使蜘蛛丝具有强度橘肢。

(2)蜘蛛丝类生物高分子材料有哪些用途扩展阅读:

蜘蛛丝以其强韧的物理性质闻名。蜘蛛丝的强度(单位截面积下的张力)比高品质的钢还大,且和许多人造之芳香族聚酰胺纤维之强度不相上下,如特威隆纤维或克维拉纤维等。更重要的是,蜘嫌伍镇蛛丝的质量极小:能环绕地球一圈长度的蜘蛛丝之质量仍不达500公克。

蜘蛛丝亦具有极佳的延展性,可以延伸其长度至原长度的140%仍不断裂。蜘蛛丝可以在摄氏零下40度的温度仍维持高强度。蜘蛛丝的韧性(单位体积下断裂所需之能量)极大且与当今商业贩售之人造芳香族聚酰胺纤维(如芳香性尼龙)相提并论,然而这些人造纤维已经是现代人造聚合纤维科技的标准代名词了。

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。

⑶ 为什么蜘蛛吐出的丝是强度最大的天然高分子化合物

在大自然中,高分子化合物的品种繁多。那么,哪种高分子化合物最为牢固呢?对此,生物学家们曾做过多次试验。大量测试的结果表明,蜘蛛吐出的丝是强度最大的天然高分子化合物,其答桐强度为相同粗细的钢丝的5倍。蜘蛛丝是由氨基酸组成的蛋白质类高分子化合物。用蜘蛛丝编的网可以粘住比蜘蛛本丛姿身还要大好几倍的昆虫,所以它不仅十分牢固,而且还有十分优异的粘附能力。正是由于蜘蛛丝具有超乎寻常的性质,因而渗举绝引起了科学家的关注。1988年11月3日,英国的《金融时报》发表了一篇研究蜘蛛的文章,指出蜘蛛丝是自然界存在的最为牢固的天然生物高分子化合物,对其深入研究,将会得到构成这种新材料的有意义的信息;日本有一个“东亚蜘蛛协会”,正在研究蜘蛛丝的特异性能和其微观结构;英国剑桥大学一些专家也正在利用遗传工程,通过发酵工艺来仿造蛛丝,可望将其制成防弹背心,或者组合成牢固的复合材料,用于宇航和汽车工业。

⑷ 蜘蛛丝有哪些作用

蜘蛛丝可用于制造防弹背心或人造肌腱等物品,还可用于做缆喊郑孝绳和各种生物医学装置,包括缝合线和人造肌腱。

⑸ 蜘蛛丝对人类科学研究的影响和作用

蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。纤维具有很高的强度、弹性、伸长、韧性及抗断裂性,同时还具有质轻、抗紫外线、比重小、耐低温的特点,是其它纤维所不能比拟的。纤维初始模量高、断裂功大、韧性强,是加工特种纺织品的首选原料。蜘蛛丝由蛋白质组成,是一种可生物降解且无污染的纤维。

蜘蛛丝纺织品的生产可追溯至18世纪,最具代表信答散性的是1710年巴黎科学院展出的蜘蛛丝长统袜和手套,这是人类历史上第一双用蜘蛛丝织成的长统袜与手套;1864年美国制作了另外一双薄蛛丝长统袜,所用的蛛丝是从500个蜘蛛喷丝头中抽取出来的,这种长统举丛袜由于太薄而不能穿;1900年巴黎世界博览会上展示了用2.5万只蜘蛛吐出的9.14万米长的丝织成的一块长16.46m、宽0.46m的布,该产品花费太高,没有带来商业利润。到1997年初,美国生物学家安妮·穆尔发现,在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛,它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高。蜘滑氏蛛丝特殊的结构和性能已引起世界各国的关注,并在纺织、医疗卫生和军事领域产生了极其重要的影响。目前,国内外许多科学家已通过基因工程将蜘蛛的基因移植到其它动植物体内,从而使蜘蛛丝纤维实现工业化生产的梦想成为现实。

⑹ 中国科学家研获超强韧人造蜘蛛丝,可应用于哪些领域

中国科学家研获出新型超强韧人造蜘蛛丝,它强度高、慢回弹、可重复伸缩,未来或将用于高空缓降等多领域拦唯宽。


人造蜘蛛丝这种新材料达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。水凝胶纤维由聚丙烯酸制成,聚丙烯酸具有核-鞘结构,通过掺杂二价离子、并加捻获得一定的捻度极大的增加了其强度。该纤维的拉伸强度可达895MPa、拉伸可达44.3%、模量高达28.7GPa、韧性达到370MJ m-3,阻尼效率达到95%。


这种纤维的抗拉强度约为简亮100兆帕到150兆帕,大约相当于天然蛛丝的十分之一,高于粘胶纤维和人造丝等部分合成纤维,以及人和动物毛发等天然纤维。此外,它还有非常高的阻尼,山族像蹦极绳一样可以吸收大量能量。这些属性使它可用于制造特殊纺织品、传感器等等。

⑺ 蜘蛛丝有什么作用

蜘蛛丝有很好的族搏弹笑前性和强度,同时还具有粘性。
这些粘性物质很有特点,能保证蜘蛛丝不过早形成结晶网。蜘蛛丝就像被液体浸泡的弹簧,无论如何挤压拉伸都具有恢复如初的能力。人类利用蜘蛛丝(spidersilk)始于1909年,在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光碰穗清学装置的十字准线,但20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深入研究,为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。

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