大家好,小康來為大家解答以上問題。蜘蛛絲,蜘蛛絲很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
蜘蛛絲蛋白的應(yīng)用介紹:蜘蛛絲,看起來很細(xì),卻有“內(nèi)剛”的特點。
其獨特的機械特性使其具有仿制和工業(yè)應(yīng)用的價值。
蜘蛛拖絲是一種富含甘氨酸的聚合物,由超過22,000個堿基對編碼。
許多普通溶劑很難降解曳絲。
從蜘蛛Nephila clavata的牽引絲和捕絲的力學(xué)性能研究,以及紫外線和酸雨對其強度影響的研究結(jié)果,可以總結(jié)出以下幾點:(1)牽引絲的斷裂壓力約為1500Mpa,斷裂張力約為0.3,模量約為10Gpa,幾乎與最好的人造纖維(如芳綸)相當(dāng);(2)捕絲的載荷-張力曲線呈J型,斷裂張力大于200%,但耐久載荷遠(yuǎn)小于拖絲。
(3)紫外線輻射和酸雨會降解蠶絲[5,6]。
蜘蛛織網(wǎng)是很常見的。
為了生存,它們不得不織網(wǎng)。
對于人類來說,他們早就想合成蜘蛛產(chǎn)生的結(jié)實而柔韌的絲。
然而,這種材料很難得到。
紡織專家認(rèn)為蜘蛛絲可以用作防彈絲。
這種絲的獲取方式有兩種:一種是從捕獲的蜘蛛身上收獲這種絲,但沒有可操作的技術(shù)支持;二是在實驗室復(fù)制。
后一種方法正由SSM納蒂克研究發(fā)展與工程中心(NRDEC)進行,并取得了可喜的成果。
多年來,仿蜘蛛絲一直是纖維工業(yè)的目標(biāo)。
至少自20世紀(jì)60年代以來,NRDEC一直是這項工作的領(lǐng)導(dǎo)者。
行業(yè)的興趣和NRDEC的長期斗爭的原因是,研究表明。
這種細(xì)絲的韌性使其適合制作高級防彈背心。
用于制造防彈衣的材料必須具有高強度、高模量和高伸長率斷裂點,即材料必須極其堅韌。
目前,陸軍的防彈衣由13層凱夫拉爾II制成。
令人驚訝的是,蜘蛛絲的韌性是凱夫拉爾II面料的三倍!其超強的伸長性使其在斷裂時需要吸收更多的能量,理論上可以使彈丸更有效地減速。
用在防彈衣上,會起到很好的消散力的作用,對碾壓是很大的阻礙。
從大量活著的蜘蛛身上收獲蜘蛛是不可行的。
它們不能像蠶一樣群養(yǎng)。
所以科學(xué)家的目標(biāo)只能是用生物技術(shù)生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白,也就是養(yǎng)出來。
所以科學(xué)家的目標(biāo)只能是用生物技術(shù)生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白,也就是把這種蛋白的基因轉(zhuǎn)移到細(xì)菌中,細(xì)菌就可以大量生產(chǎn)這種蛋白。
朝著這個目標(biāo)的一個重要突破是,NRDEC科技總監(jiān)的研究人員能夠克隆蜘蛛N.clavipes的制絲基因,一旦這些基因被分離出來,就可以將其插入大腸桿菌的DNA中,然后誘導(dǎo)大腸桿菌復(fù)制這些絲。
這些蠶絲被紡成了纖維,并獲得了多項技術(shù)專利。
重組蜘蛛絲的生產(chǎn)和蠶絲纖維的紡制是重要的成果,但在這些纖維可以用作防彈材料之前,還有大量的工作要做,其中最重要的是如何誘導(dǎo)細(xì)菌提高產(chǎn)量。
蜘蛛絲吸引了許多公司和大學(xué)的研究人員,如杜邦赫斯特-塞拉尼斯、康奈爾和牛津。
最近,NRDEC和Agricola簽署了合作研發(fā)協(xié)議,共同努力開發(fā)大規(guī)模生產(chǎn)重組蜘蛛絲纖維的技術(shù)。
該協(xié)議可能為大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
除了開發(fā)超級防彈背心和裝甲的潛在價值,蜘蛛絲還有許多其他軍事用途,如降落傘布和降落傘繩。
從商業(yè)上來說,蜘蛛絲有著巨大的市場。
它可以用來制造電纜和各種生物醫(yī)學(xué)設(shè)備,包括縫合線和人工肌腱。
美國麻省州立大學(xué)的研究人員也報告了利用基因工程技術(shù)制造蜘蛛絲的研究進展。
高分子科學(xué)家大衛(wèi)蒂雷爾(David tirrell)報道稱,蜘蛛絲的主要成分是兩種最簡單的氨基酸——甘氨酸和丙氨酸。
康奈爾大學(xué)的學(xué)者發(fā)現(xiàn),這些氨基酸的組成與蜘蛛絲令人難以置信的強度有關(guān)。
拖絲的強度至少是鋼的5倍,彈性是尼龍的2倍,防水,可拉伸。
生物材料研究領(lǐng)域的知名學(xué)者Tirrel指出,可以通過重組DNA技術(shù)合成蜘蛛絲。
他和其他材料科學(xué)家利用這項技術(shù)制造了一種全新的生物工程材料,克隆了一種特定的基因,將其插入細(xì)菌(如大腸桿菌)中,然后用這種細(xì)菌合成這種蛋白質(zhì)。
例如,蜘蛛絲可以在實驗室中通過提取蜘蛛的基因并將其插入細(xì)菌基因組中來制造。
拖絲的研究讓我們對生物物質(zhì)有了更深入的了解,可以轉(zhuǎn)化為巨大的商業(yè)利益。
徹底弄清蜘蛛絲的結(jié)構(gòu),探索其應(yīng)用領(lǐng)域,將是材料研究的一個令人振奮的新方向。
本文到此結(jié)束,希望對大家有所幫助。