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前沿科技
日本企业将量产人造蛛丝
/文 2013/07/31

蜘蛛丝产生于蜘蛛的旋转腺,是一种无规则的卷曲蛋白质,在精确的酸性、含水量和化学浓度下形成,最终通过导管释放出来。这些纤维体具有防渗水性,部分透明,部分卷曲。蜘蛛丝还可用作绷带,具有很好的抗菌性。同等粗细下蜘蛛丝的强度是钢铁的4到5倍,伸缩性优于尼龙,重量却轻盈得很。如果用于制造盔甲,强度是凯夫拉防弹衣的3倍。
天然蛛丝是难得一见的大自然馈赠,它具有广泛的用途,如降落伞绳索和人造血管等。在自然界中,蜘蛛丝旋转成线状结构,但在实验室中这种蛋白质可以重新排列为球体、薄膜状和胶囊状。科学家们也一直都在寻找大规模生产蛛丝的方法。
日本一家生物创新企业Spiber近日宣布,他们已经成功在全球首创了人工合成蜘蛛丝用于工业化批量生产的技术。据介绍,Spiber公司使用微生物生成了与蛛丝相同的蛋白质,然后通过改造微生物遗传基因,成功实现了在短时间内合成大量蛋白质。此外,公司还研发了不使用以往昂贵强毒性药品的加工技术。
实际上,Spiber不是唯一一家把目光瞄向人工合成蛛丝的公司,但由于生产成本和安全性的问题,一直难以批量生产,这项工作已被科学家们证明是极其具有挑战性的任务之一。美国一支科学家小组曾试着基因改良山羊,在羊奶中产生蜘蛛丝蛋白质。现在使用合成基因诱导细菌产生丝蛋白来形成一种人造蜘蛛丝,细菌产生的丝蛋白是蜘蛛丝中的一种结构蛋白质。
近日,Spiber公司采用合成蜘蛛丝制作了一件绚丽的铁蓝色女装,这件衣服的展出只是为了证实独特的超轻人造蜘蛛丝材料具有多种用途。
这件“电蓝色”(electric-blue)的礼服,采用了一种被Spiber称作Qmonos的基于蜘蛛丝的合成纤维材料。蜘蛛丝强度大于同等粗细的钢铁,伸缩柔韧性大于尼龙。除了服装,Qmonos还可用于制造薄膜、凝胶、海绵、人造血管和纳米纤维,在汽车制造及医学等领域推广使用。
Spiber公司附属于东京庆应大学(Keio University),其此项研究已经提请了16项专利申请。Spiber还将联手汽车部件制造商小岛冲压工业公司(Kojima Industries),合作制造试生产设备,争取明年推出试制品,预计每个月可制造99.8kg人造蜘蛛丝。Spiber公司希望,到2015年能够实现一年生产10吨合成蜘蛛丝的目标。

 

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