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如果現實中可以廉價合成蜘蛛人的蛛絲,會用作什麽用途?

2022-10-23科學

這件事在現實中已經部份實作。人們已經改造 大腸桿菌、酵母菌、一些植物、蠶、山羊 的基因來合成蛛絲蛋白。這些蛋白的結構比蜘蛛放出絲線時蛋白質自組織形成的結構短而簡單,但還是可以被加工成具有類似效能的紡織物,用來制造防彈衣、防彈插板、各種軍用與民用服裝、繩子、帆布、包裝袋、降落傘、熱氣球、滑翔翼、運動頭盔、醫用縫合線等。目前,妨礙這些東西大量套用的主要還是效費比不足。若成本能進一步下降,這些材料就能走入千家萬戶。

另外,人們已經制造出價格低於上述生物制品的、具有比蜘蛛絲稍差的效能的材料:98% 的水、2% 的甲基紫精官能化聚合物接枝二氧化矽納米粒子與羥乙基纖維素、少量葫蘆脲的混合物,呈現水凝膠狀態。將其拉成絲約 30 秒後,水分蒸發,留下堅韌而有彈性的線 [1] 。這種線可以用於上面提到的全部用途。

法國人 Francois-Xavier Bon de Saint Hilaire 在 1709 年成為有記錄的第一個用蜘蛛絲織布的人,他為法國國王路易十六生產了一些蛛絲衣服,根據記載,這些衣服的質素不好。用此人開創的傳統方法制造的蛛絲衣服曾於 19 世紀在巴黎世界博覽會上展出。

1982 年有了從蜘蛛身上有效且無害地取絲的方法 [2] ,允許從野外收集大量蜘蛛來做衣服。

1995 年有了用大腸桿菌生產蛛絲蛋白的技術 [3] ,1998 年人造蜘蛛絲成功用於紡織 [4] 。轉基因細菌、轉基因酵母菌、轉基因植物、轉基因蠶、轉基因山羊 [5] 都能用於生產人造蜘蛛絲。

Spiber 公司在 2019 年與 The North Face Japan 合作生產了 50 件用人造蜘蛛絲做的滑雪夾克 [6] ,單價低於 12 萬日元。

天然蜘蛛絲方面,這是用 Nephila madagascariensis 的金色蜘蛛絲織出的布:

穿在人身上的效果:

為了織這件衣服,七十多個人花了四年時間從馬達加斯加的電線桿上陸續收集了一百多萬只蜘蛛,十幾名工人小心地從每只蜘蛛身上提取約 24.4 到 50 米長的絲線,然後將蜘蛛放歸自然。每只蜘蛛被打擾的時間約 20 分鐘。

參考

  1. ^ https://doi.org/10.1073/pnas.1705380114
  2. ^ Work, Robert W., and Paul D. Emerson. 「An Apparatus and Technique for the Forcible Silking of Spiders.」 The Journal of Arachnology, vol. 10, no. 1, 1982, pp. 1–10. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/3705113. Accessed 6 Jul. 2022.
  3. ^ https://doi.org/10.1021/bi00034a022
  4. ^ https://doi.org/10.1021/ma9808880
  5. ^ 將蜘蛛絲蛋白搞到羊奶裏 https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.02.006
  6. ^ https://spiber.inc/en/tnfsp/mp/