這是一個拉伸強度的實驗。左邊是蠶絲,右邊是不鏽鋼鋼絲。
測試結果發現,它們強度相差很小。那麼蠶絲為何有這麼高的強度呢?
本期透視蠶絲內部的構造秘密,探究生物仿生到底有多厲害。
現在用超近對焦鏡頭看一下蠶絲是如何吐絲的。
這個鋸齒狀的黑色部分是用來吃商業的,下面的小嘴是用來吐絲的。
只有0.03毫米寬的蠶絲,實際上蠶絲不是被吐出來的,而是通過移動頭部將蠶絲從體內拉出來的。
每分鐘大概能吐出60厘米的絲,那麼為何能吐出如此強度的絲呢?
我們一起看一下蠶絲在體內的構造,這是右蟲體內的示意圖。
這時的蠶絲還處於液態,這些彎曲浮動的粒子就是構成蠶絲的細線。
當蠶減時會調動體內的液態蠶絲,這些細線開始聚集拉伸。
將觸手狀的凸起全部朝外伸展,這些觸手就像強力磁鐵,不同的顏色觸手會相互連接,同色觸手互相排斥。
當這些細線接近蠶絲的小口時,蠶的頭部對蠶絲進行拉扯壓縮,使其有媲美鋼絲的強度。
從右蟲化作蠶蛹,再到成蟲飛蛾,生命最重要的階段就是吐絲節減的時候。
蠶節減只用一根絲,這根絲總長度超過1200米,節減一般需要花費三天的時間,然後再減重化為蛹,最後蠶變成蠶蛾。
而在蠶變的過程是最脆弱的時候,為了躲避捕食者和惡劣天氣的影響,蠶就需要蠶減這層堅固的堡壘來庇護自己。
而這種強韌的蠶絲現在被運用到醫學領域,這是一種蠶絲做的人造血管,和蠶絲一樣人類的血管也必須要能承受高壓。
醫學專家表示,蠶絲血管完全能夠勝任,人造血管一般是用迪倫做的,但是如果用迪倫做小口徑的人造血管,就會很容易造成堵塞。
強韌的蠶絲可以製成直徑小於6毫米的人造血管,而研究人員在測試蠶絲人造血管的時候,有一個意想不到的發現,這是在顯微鏡下看到病人體內的情況。
白色就是絲質血管,紅色是人體組織,一段時間後,絲質人造血管逐漸溶解,被人體組織代替,這是裝上絲質血管一年後的照片,70%的絲質血管都消失了。
取而代之的是,病人自己重新長出血管,蠶絲是由蛋白質組成,人類的細胞能夠利用蛋白質,為此醫學工作者開發了蠶絲的其他用途。
蠶絲中的蛋白質不容易產生過敏,而且有很強的抗菌作用,雖然不能殺死細菌,但能阻隔細菌,同時為了防止蠶蛹受紫外線輻射而受傷,蠶絲還有防紫外線的天然功能。
為此,醫學團隊研發一種蠶絲護膚霜,在一項實驗當中,用蠶絲塗抹傷口,發現它能使皮膚,血管,甚至毛囊都能加速生長,而且更不容易留下疤痕。
而地球上只有少數天然蛋白質能夠被人體細胞吸收,而蠶絲將會在許多領域發揮它奇妙的生物仿生作用,你還知道哪些神奇的生物呢?咱們可以在評論區繼續探討。