受蜘蛛侠启发的粘性丝纤维可提起其80倍的重量

这简直就像漫画书里的情节：一滴液态丝迅速变硬，成为一种粘稠、结实的纤维，可以举起比它重 80 倍的物体。 听起来耳熟吗？ 研究人员在一项新的研究中描述了受蜘蛛侠启发的技术。一种新创造的网状材料会让许多小时候（或长大后）看过漫画的人非常高兴。 蜘蛛侠正式向现实生活中的蜘蛛侠迈进了一步。

在一项新研究中，来自塔夫茨大学Silklab的研究团队（其目标是将天然材料重新想象为"活材料"）创造出了第一种网状悬挂技术，在这种技术中，从针中射出的流体材料几乎会立即凝固--并且足够坚固，可以粘附和拾取物体。

塔夫茨大学工程学教授、Silklab实验室主任、该研究的共同通讯作者菲奥伦佐-奥梅内托（Fiorenzo Omenetto）说："作为科学家和工程师，我们在想象与实践之间游走。我们可以从大自然中获得灵感。 我们可以从漫画和科幻小说中获得灵感。 在这种情况下，我们希望对我们的丝材料进行逆向工程，使其表现出大自然最初的设计方式，以及漫画作家的想象。"

研究人员的粘性纤维来自蚕蛾的蚕茧，通过在溶液中煮沸，将蚕茧分解成纤维蛋白结构单元。 然后，溶液可以通过窄孔针射出--挤出，形成形成一股纤维流，由于添加了适当的添加剂，当纤维流暴露在空气中时就会凝固。 为什么是飞蛾而不是蜘蛛？ 蚕蛾（Bombyx mori）的丝具有与蜘蛛丝相似的特性，但结构没那么复杂，而且原材料更容易获得。

就像任何由漫画书启发的发现一样，研究人员在偶然中发现了如何复制蜘蛛丝在自然界中实现的特性--刚度、弹性和粘合性。

塔夫茨大学研究助理教授、本研究的第一作者马尔科-洛-普雷斯蒂（Marco Lo Presti）说："我当时正在做一个利用蚕丝纤维素制造极强粘合剂的项目，当我用丙酮清洗玻璃器皿时，我注意到玻璃底部形成了一种网状物质。"

研究小组发现，当丝纤维素溶液暴露在乙醇或丙酮等有机溶剂中时，它会形成半固态的水凝胶，但这需要几个小时。 然而，如果加入多巴胺--是的，那个让人感觉良好的多巴胺--它几乎会立即凝固。 添加填料--壳聚糖或硼酸盐缓冲剂--可产生具有高拉伸强度的可粘合、可伸展的水凝胶纤维。

经测试，挤出的"网绳"纤维能够提起超过自身重量80倍的物体。 研究人员成功地从大约 12 厘米（4.7 英寸）的距离内拿起了一个蚕茧、一个钢螺栓、一个漂浮在水面上的实验管、一把半埋在沙子里的手术刀和一个木块。

研究人员预计，受蜘蛛侠启发的纤维将有一系列应用，包括组织工程、药物输送、生物材料和粘合剂。 虽然它们无法达到天然蛛丝的强度（天然蛛丝的强度约为天然蛛丝的1000倍），但研究人员的目标是继续改进他们的粘性材料。

该研究发表在《先进功能材料》杂志上。