劇毒蜘蛛黑寡婦織網堅如鋼鐵，科學家很困惑，終於發現謎團所在

它比鋼更堅固，比橡膠更富彈性，可以拉伸到原始長度的四倍。但這不是實驗室創造的新型「神奇材料」：它是一種劇毒蜘蛛吐出的絲。

黑寡婦蜘蛛及其近親，原產於北美，歐洲，亞洲，澳大利亞，非洲和南美洲的溫帶氣候帶，是一種具有強烈神經毒素的蜘蛛，也是所有蜘蛛中毒性最大的，然而它們能夠製造出一系列具有特殊材料特性的絲，它吐出的絲強度超過普通蛛絲的兩倍。

美國西北大學和聖地亞哥州立大學的研究人員經過進一步的研究，更好地揭示了黑寡婦蜘蛛如何將蛋白質轉化為鋼強度纖維的複雜過程。科學家們說他們已經破解了蛛形綱動物用來製造「鋼」網過程的關鍵部分，這些知識有望幫助科學家創造出同樣強大的合成材料。

科學家早就知道構成蜘蛛絲蛋白的氨基酸的主要序列，並了解纖維和纖維網的結構。在通過蜘蛛的紡絲器官形成絲纖維之前，蜘蛛絲蛋白等待紡絲過程時是以納米大小的兩親球形膠束存在(水溶性和非可溶性分子團)。然而當科學家試圖複製這一過程時，他們卻無法創造出具有天然蜘蛛絲纖維強度和性能的合成材料。

西北大學的研究人員Nathan C. Gianneschi表示: 知識差距就在那裡，我們完全不明白的是，在絲腺體或紡絲管的納米尺度上發生了什麼？其中包括蛋白質轉化為纖維時設計的儲存，轉化和運輸過程。」

蜘蛛絲是在蛛形綱動物腹部專門的蛋白質腺體內產生的，經過一系列複雜的化學過程才能將蛋白質轉化為堅固的纖維。研究小組使用了兩種最先進的成像技術來研究蜘蛛的蛋白質腺體，它們分別是核磁共振（NMR）光譜和電子顯微鏡。研究小組因此能夠更仔細地觀察到蛋白腺體內部的絲纖維來源，從而揭示出一種更為複雜、層次分明的蛋白質組合。

這種「改良的膠束理論」得出的結論是，蜘蛛絲蛋白質不像以前認為的以簡單的球形膠束開始，而是以複雜的複合膠束開始。可能以這種獨特的結構，黑寡婦蜘蛛才能創造出令人驚嘆的高強度和高韌性纖維。

科學家現在知道黑寡婦蜘蛛絲是利用儲存的蛋白質，從分層的納米級組件里（直徑僅有200至500納米）紡出的，而不是從單個蛋白質或簡單球形顆粒的溶液中隨機分離出來的。

如果我們能夠合成複製這種自然過程來大規模生產人造纖維，那將會對材料工程產生巨大的潛在影響。像這樣的材料的實際應用實際上非常廣泛，人造蜘蛛絲可用於製造軍用，急救人員和運動員的高性能紡織品以及電纜橋樑的建築材料。它甚至可以用作塑料的環保替代品。

該研究發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）期刊上

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