蜘蛛丝的特点和性质

蜘蛛丝spider silk

由蜘蛛腹部腺体分泌并由吐丝口吐出的一种特殊天然丝。蜘蛛腹部有多种腺体，分别形成具有不同功能的蜘蛛丝。与蚕丝形成机理类似，蜘蛛腺体内储存的为液状蛋白质，从吐丝口吐出时形成丝纤维，经干燥成蜘蛛丝（网）。蜘蛛网由中心丝、纵丝、横丝（螺旋丝）和框丝组成，如图示。中心丝位于网的中间，排列紧密，是蜘蛛的居所。纵丝由中心向外呈辐射状排列，无黏性，强度较低。网的纵丝之间由横丝连接，横丝具有高弹性和高黏性，用以黏住猎物。框丝在最外层，强度高、弹性好、常温下处于湿润状态，且有超收缩能力。不同蜘蛛、不同腺体的蜘蛛丝蛋白质组成有差异，但其中主要氨基酸为乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸，分泌带有黏性物质的集合体中还含有大量碱性氨基酸。另外，与蚕丝不同处为其含有较多的谷氨酸、脯氨酸等大侧基氨基酸。研究表明，蜘蛛丝中牵引丝强度大大高于蚕丝和合成纤维，而伸度与蚕丝相近。当伸长至断裂长度的70％时，弹性恢复率仍有80％~90％。这一优异的力学性质，对于开发新型纤维材料具有十分重要意义。
目前正在两方面进行研究：
（1）将蜘蛛的基因移植到蚕体内，以大幅度提高蚕丝强力和弹性；
（2）利用DNA合成技术研制人工合成蜘蛛丝，以实现规模化生产，制成防弹衣等高素材纤维材料。
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蜘蛛网