澳洲幸运5是哪个国家的:蜘蛛人只能出现在电影漫画?试着用化学制造「人造蜘蛛丝」 #丝蛋白 (169583)

咻!蜘蛛丝‘si’就这么牢牢地黏‘’在高楼上,
承受着蜘蛛人的体重,让他在城市的(de)上空荡来荡去。
现实中,蜘蛛丝也被【bei】许多「duo」科学家认为是最强韧的纤维,
甚〖shen〗至电影演的都有可能实现!
就和小编一起探究蜘蛛‘zhu’丝的奥妙吧!
Photo credit: Bill Toenjes via Flickr. CC BY NC ND 2.0蜘蛛丝在许多科学家的眼中,是非常迷人且精细的天然材料,抗拉强度几乎 hu[可与钢媲美,却又有橡胶般的弹性,甚至比防弹衣的合成纤维——克维拉(Kevlar)来得强韧“ren”。
 
其主要成分为丝蛋白(Fibroin) ,属于蛋白质的一种。与生物体内其他“ta”常见的蛋白质相比,丝蛋“dan”白具有截然不同的氨基酸组【zu】成,且不断重复相同的氨基酸序列(Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala)n,几乎占了整个丝蛋白的90%以上。其中「Gly」 甘胺酸(Glycine, C2H5NO2) 可增强分子间的作用力,使分子相互紧密接合,纤维的强度〖du〗也就越大,蜘蛛丝的韧性便是基于此。另外,氨基酸序‘xu’列紊乱处也会互相纠缠,使蜘蛛丝具有良好的延展性。
Photo credit: Wikimedia当蜘蛛分泌出高浓度的丝蛋白溶液,会【hui】储存在腹部的纺丝腺中,通过纺丝管挤出丝疣时,因压力作用、水含量、酸硷度和浓度等环境条件的改变,使丝蛋【dan】白分子迅速组装且整(zheng)齐、紧密地排列,结构变成不溶于水‘shui’的疏水性固态丝蛋白,也就是所谓的「蜘蛛丝」。(注:疏水性是指分子会与水相互排斥的性质。)
Photo credit: schuetz-mediendesign via pixabay CC0​然而,正是此步骤让科学家无法顺利合{he}成人造蜘蛛丝!
虽然科学家已经成功从蜘蛛身上取出制造丝蛋白的基因,,

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,并将取出的基因植入细菌中,加以培养、增值,成功制造出会分泌丝蛋白溶液的细菌,但只要浓度、压力、酸硷等等使丝蛋白形成强韧丝(si)的【de】条件缺一,液态丝蛋白就很(hen)难合成固态的蜘蛛丝。
 
直到2015年,生《sheng》物化学家Anna Rising和Jan Johansson找到了一种方法来模仿蜘蛛吐丝的情景。首先,他们制作了一种丝蛋白溶液《ye》,浓【nong】度高达50%,非常接近蜘蛛腺体中的浓度。接着「zhuo」,他们将溶液放入末端变窄的细管中,开口对〖dui〗准装有酸性溶液的烧杯,模拟丝蛋白通过纺丝管,受挤压喷射而出的情景,并降低其pH值,使{shi}丝蛋白分子重新排列,紧密连接,形成固态的丝蛋白,也就是人造蜘蛛丝。
Photo credit:Marlene Andersson▲ 丝蛋白溶液遇到酸性溶‘rong’液时,pH值下降 jiang[并形成强韧“ren”的蜘蛛丝​虽然他们合成的人造蜘蛛丝强度只有天然蜘蛛丝的三分之一左右,但这项《xiang》实‘shi’验的成果为新材料研发开辟『bi』了新道路。
 
因蜘蛛丝同时兼具强度和弹性,若成功量产人造蜘蛛丝,在医学 xue[上,可用作手术的缝合线;军事上,可用于防护装备;甚至是{shi}工业,也可用于制造坚固且轻便的交通工具部件,包括飞机和汽车。

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     发布于 2021-12-21 00:00:10  回复
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