蛛丝防弹背心

蛛丝防弹背心

“小小诸葛亮，稳坐中军帐，摆起八卦阵，单捉飞来将”，打一种动物。这个谜语，也许很多人小时候都猜过，那么谜底是什么呢？它就是蜘蛛。夏天，这是农村孩子爱玩的一种游戏。用芦苇做成一个框框，粘满蜘蛛网，用来捕捉蜻蜓等小昆虫。借用蜘蛛的网，每次都会满载而归。然而，在蜘蛛世界里，这样的故事每天都在上演。

在昆虫王国里，蜘蛛是独行侠，它们极少群居，解决问题多靠单枪匹马，而它们的武器便是这张充满了艺术色彩的网。无论这个网是吊床、漏斗还是精致的圆，蛛网都能给它们立下赫赫战功。每一种蜘蛛的猎食都充满着传奇色彩，所有的都会吐丝，而它们当中多数又都会结网，布下一件艺术品作为陷阱。一切准备妥当后，它们便守在自己的作品旁边，耐心地等候那些造访的不速之客。在捕食时，蛛网多半都不会失败，这引起了越来越多科学家的关注。

蜘蛛需要将高速飞行的昆虫网住并捕获它，这是对蛛丝性能的最好考验。当猎物撞到网上以后，相信你同我们一样，都在担心猎物在蜘蛛网上拼命挣扎时网会破掉，然而，这种担心是多余的，大多时候，蛛网都能保证吸收猎物挣扎时所产生的巨大能量而不发生反弹。这与防弹衣的原理极为相似，因为防弹衣的原理也是要吸收和耗散弹头的能量。蜘蛛丝理所当然成了制造防弹衣的理想材料。

防弹衣是“能吸收和耗散弹头、破片动能，阻止穿透有效保护人体受防护部位的一种服装”。

几千年来，盔甲的基本用途变化不大。首先，它阻止武器或者飞弹接触身体。其次，它分散武器的能，降低冲击造成的伤害。尽管不是任何场合下都有效，但盔甲基本上能保护人们免受严重伤害或者死亡，尤其是来自那些正式武器。过去几年，人们不得不研制更坚固先进的盔甲来抵御不断升级的武器。然而，尽管有些改进，现代盔甲仍然和古代那些有些相似的缺点。无论是用金属板还是纤维层制成，盔甲常常很笨重。有些盔甲很坚硬，所以用作手臂、腿和脖子处的防护就有些不切实际。所以，中世纪的盔甲都有缝隙和关节连接，这样穿戴者才能活动。现代的盔甲一般仅能防护头部和躯干。虽然普通刑事案件中的凶犯所用凶器还比较传统，不外乎刀枪棍棒，比较容易对付。然而，不少黑社会组织、贩毒集团、恐怖组织手中的武器就越来越先进了。因此，各国科学家开发了一些对付这些先进武器的先进防弹衣。一是防电子防弹衣。二是液体防弹衣。。三是仿生防弹衣。四是纳米防弹衣。五是蜘蛛丝防弹衣。那我们重点来说说蛛丝防弹背心吧！

蛛丝是一种没能超越其的材料。几百万年以来，蜘蛛一直生产着最细的丝线，并用它织成蛛丝网，用以捕获猎物，繁衍后代。任何飞虫一旦闯入蛛丝网，就休想逃脱成为它的美食的命运。其韧性和粘性像尼龙，牢固性像玻璃，硬度超过钢材。

进行的计算表明，铅笔粗的蛛丝绳能拉停飞行中的飞机。首先蜘蛛丝很细而强度却很高，它比人发还要细而强度比钢丝还要大；其次它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能；蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能。蜘蛛丝在零下４０℃时仍有弹性，只有在更低的温度下才变硬，在需要低温使用的场合，这种纤维的优点特别显著；由于蜘蛛丝是由蛋白质构成，是生物可降解的。这些优良的性能集中在同一种纤维上是十分罕见的。人们开始考虑，如果能够用人工的方法大量而经济地生产这种纤维，必将对纤维和纺织业的发展产生深远的影响。

蜘蛛丝属于一种蛋白纤维。通过对蜘蛛丝的解剖学研究，认为一般蜘蛛丝网包含三种类型的丝。蜘蛛的腺体液离开鉴别蛛身体后立即固化成蛋白纤维，固化后的蜘蛛丝不溶水，并具有优良的性能。

利用扫描电镜研究了蜘蛛丝的超分子结构发现，蜘蛛丝是由一些被称为原纤的纤维束组成，而原纤又是几个厚度为１２０ｎｍ的微原纤的集合体，微原纤则是由蜘蛛丝蛋白构成的高分子化合物。

蜘蛛丝随处可见，但要由它采取式样进行性能测试则是很难的事情，而且蜘蛛的品种很多，不同品种不同类型的蜘蛛，其性能也有差异。一般说蜘蛛丝的直径约为几个微米，但强度特别大。

通常情况下要获得能满足这些用途的蛛丝，往往需要大量蜘蛛。然而由于蜘蛛保护势力范围的意识很强，如果研究人员建立蜘蛛牧场，开始饲养蜘蛛，这些动物肯定会互相残杀。

科学家们用物理化学方法对蜘蛛丝蛋白和腺体分泌物进行了研究，分离了蜘蛛丝蛋白基因编码的核苷酸序列，建立了数据库，利用ＤＮＡ合成技术已成功地建立了不同蜘蛛丝蛋白片段的基因序列模型，用这种模型可制造出一种称为蜘蛛丝蛋白的合成基因，利用这种基因可生产出９６．１％的基因序列与天然蜘蛛丝蛋白相同的产品。

如何大规模生产这种蜘蛛丝蛋白呢？现在有三种途径。第一是利用动物如奶牛或奶羊来生产这种蜘蛛丝蛋白；第二是利用微生物来生产；第三是利用植物来生产。

第一种途径：加拿大一家生物技术公司宣布已经获得成功。办法是将能复制蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给山羊，山羊生产的羊奶中就含有类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。据报导，这种羊奶中含有经基因重组的蛋白质２～１５ｇ／ｌ，用这种蛋白质生产的纤维取名生物钢 Ｂｉｏｓｔｅｅｌ，其强度比芳纶大３．５倍。该公司正研究如何将羊奶中的蛋白质进行纺丝的问题。

第二种途径：是将能生产蜘蛛丝蛋白的基因移植给微生物，使该种微生物繁殖过程中大量生产类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。例如已经发现一种细菌和一种酵母菌通过基因移植技术能合成出类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。下一步工作就是研究如何利用工业发醇的方法大量生产这种细菌或酵母菌，然后把这种类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质分离出来做为纺丝的原料。

第三种途径是将能生产蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给植物，如花生、烟草和谷物等，使这种植物能大量生产类似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质，然后将蛋白质提取出来做为生产仿蜘蛛丝的原料。

2011年8月，研究人员把蛛丝和人的表皮融合到了蜘蛛侠式的身体盔甲中，蛛丝是从基因改良后的羊奶中提取的。混合皮肤可抵御点22口径的步枪发射的速度已经减缓的子弹。该种材料尚不能抵御正常速度的子弹，不过研究人员只是用了四层，而标准的防弹背心早有33层纤维。按这个标准，蛛丝防弹衣的效果将比普通防弹衣强三倍。蛛丝防弹背心让“为刀枪不入的超人走入现实提供了可能。

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总之，结构决定功能，功能决定用途，未来蛛丝必将会越来越多地为人类服务。