你听说过用一小束细丝就能把小型飞机吊起来的事吗?这种丝就是我们许多人都看见过的蜘蛛丝。曾经有人做过试验,发现扯断蜘蛛丝所需的力,比扯断同样粗细的钢丝所需的力足足大上i00倍。通过对蜘蛛丝研究,还发现蜘蛛丝在目前已知的所有的高强度纤维里,是最柔软的,重量也最轻。蜘蛛丝是由蛋白质分子构成的,因此,它和人体有生物的亲和性,可被微生物所分解,也有一定的吸湿性能,用它做的防弹衣将是世界上最坚固而又最轻柔、最舒适的防弹衣了。
蜘蛛丝具有广泛的用途。在医学领域,这种精细的蜘蛛丝是外科医生手术时理想的缝合线,不论是眼科、心血管疾病或神经病学手术都需要它。和医用尼龙线相比,这种蜘蛛丝既有尼龙线的灵活和结实,而且还有可以打结的优点。此外,它还可以用来制作人造肌腱或合成韧带。由于蜘蛛丝的强度大,人们还可利用它制作防弹衣、降落伞绳,或航空母舰上帮助战斗机在甲板上降落的缆绳、高强度的轮胎帘子线和高强度渔网等。在用蜘蛛丝制作防弹衣方面,有人曾预言,警察会在2010年时穿上这种柔软的防弹衣。美国尼克夏公司的科学家说,他们能够在这个时间到来之前,向市场上推出以蜘蛛丝为主要原料的产品供人们选择。
既然蜘蛛丝有这么好的性能,有人会说我们也可以像养蚕宝宝那样来养殖蜘蛛,不就能得到好多蜘蛛丝了吗?事实上,这是不可能的,因为蜘蛛是一种同类相食的动物,如将众多的蜘蛛饲养在一个房舍里,它们会相互残杀吞噬。
能不通过蜘蛛来得到蜘蛛丝吗?科学家们告诉我们,完全有这样的可能。
这有两个方面的工作,第一要得到蜘蛛丝的蛋白质,第二把这蛋白质纺成丝,这样就可得到人造蜘蛛丝了。
蜘蛛丝的蛋白质的主要化学成分是丙胺酸,还有谷氨酸、丝氨酸、门氨酸、脯氨酸和酪氨酸等。科学家还发现,富含丙胺酸的蜘蛛丝还可以分成两种,一种氨基酸的排列非常有方向性,而另一种则显得杂乱无章。氨基酸排列非常有方向性的蛋白质就是制蜘蛛丝的原料。
世界上许多国家的科学家采用不同的方法在研究蜘蛛丝蛋白的合成,总的来说,采用的都是生物工程转基因技术。
有的设法分离、并且克隆出了一些蜘蛛丝蛋白基因,这些基因就是负责编码制造不同类型的蜘蛛丝所必需的关键蛋白。他们现在能够确定并复制出这些基因,并把这些基因插入一种细菌里,让细菌来为人类制造这种蛋白。也有的利用遗传工程方法培育出一种转基因山羊,让这种山羊分泌的奶里含有这种蜘蛛丝蛋白。我国科学家运用转基因方法,并解决了蜘蛛丝蛋白转基因向蚕基因导入、活体基因鉴定、传代育种等一系列关键技术,从而在家蚕丝蛋白分子链中产生了部分蜘蛛丝蛋白。
有了蜘蛛丝蛋白,还得搞清楚蜘蛛吐丝的机制。研究人员仔细观察了蜘蛛吐丝的全过程,认为蜘蛛的造丝方法与制造工业纤维(例如维尼纶)所用的工艺十分相似。液态蜘蛛丝蛋白质从蜘蛛嘴里吐出来以前要通过一根管子,管子里有种特殊细胞将蛋白质中的水抽了出来。失去水分并变成丝状的蛋白在这管子的另一部与酸接触时,蛋白分子之间相互叠合,连接成链状,从而使丝强度大增。
按照这个原理,科学家们也正在进行纺丝技术的探索。
不久的将来,我们就能亲眼见到这种神奇的蜘蛛丝了。