蜘蛛絲遇濕扭轉(zhuǎn)特性有望用于開(kāi)發(fā)人造肌肉
2019-03-03 10:26:01 來(lái)源: 新華網(wǎng)
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  新華社華盛頓3月2日電(記者周舟)中國(guó)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),一種蜘蛛絲可根據(jù)環(huán)境濕度變化而扭轉(zhuǎn)變形,未來(lái)有望應(yīng)用于開(kāi)發(fā)人造肌肉或制造扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器等。

  日前發(fā)表在美國(guó)《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的研究顯示,當(dāng)環(huán)境中相對(duì)濕度達(dá)到70%時(shí),蜘蛛大壺狀腺絲開(kāi)始產(chǎn)生超過(guò)每毫米300度的扭轉(zhuǎn)變形。通過(guò)調(diào)節(jié)相對(duì)濕度,研究人員可精確控制蜘蛛絲的扭轉(zhuǎn),這一特性在蠶絲和頭發(fā)絲等纖維中未被發(fā)現(xiàn)。

  大壺狀腺絲是蜘蛛絲的一種,具有牽引功能,還有充當(dāng)蛛網(wǎng)“骨架”等作用。

  中國(guó)華中科技大學(xué)劉大彪課題組與美國(guó)麻省理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)研究人員發(fā)現(xiàn),這種蛛絲主要由MaSp1和MaSp2蛋白組成,后者含有脯氨酸環(huán),遇到水分子發(fā)生反應(yīng)后脯氨酸環(huán)中的氫鍵以非對(duì)稱方式被破壞,從而導(dǎo)致蜘蛛絲朝一個(gè)方向扭轉(zhuǎn)。

  此前研究顯示這種大壺狀腺絲對(duì)水敏感,當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到一定水平時(shí),牽引絲可在長(zhǎng)度方向上收縮。

  論文通訊作者之一、麻省理工學(xué)院教授馬庫(kù)斯·比勒說(shuō),濕度導(dǎo)致的收縮讓蛛絲在清晨遇到露水時(shí)拉緊,這可能有利于保護(hù)蛛網(wǎng)和蜘蛛捕食,但尚不清楚蛛絲扭轉(zhuǎn)的生物學(xué)意義。

  沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校教授普帕·吉爾伯特評(píng)價(jià)說(shuō),這種蛛絲就像一根繩子,隨空氣濕度變化而不斷扭轉(zhuǎn),這種具備特殊性能的分子機(jī)制可用來(lái)制造由濕度驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人或智能面料。

  劉大彪對(duì)新華社記者說(shuō),新發(fā)現(xiàn)可以啟發(fā)人們?cè)O(shè)計(jì)出新穎的扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器或人造肌肉,并有助于開(kāi)發(fā)新型傳感器、智能紡織品或綠色能源設(shè)備。

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【糾錯(cuò)】 責(zé)任編輯: 郝多
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