美國塔夫茨大學(Tufts University)的研究團隊,近日發表了一項突破性技術,能模仿電影中的蜘蛛人,從裝置中射出液態材料並迅速凝固成纖維,能提起超過自身重量80倍的物體。這項技術於10月10日刊登在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊中。
研究團隊利用蠶絲蛋白溶液(fibroin)作為材料,並在液體接觸空氣後,透過添加特定物質,使其迅速凝固為纖維。塔夫茨大學絲蛋白實驗室(Silklab)的科學家表示,這項技術的靈感來自蜘蛛吐絲的自然現象,蜘蛛能精確控制絲線的硬度、彈性與黏性,而這些特性正是科學家們努力模仿的目標。
塔夫茨大學研究助理教授普雷斯蒂(Marco Lo Presti)博士透露,這項突破性發現其實源於一次意外。他在清洗玻璃器皿時,注意到器皿底部形成了類似蜘蛛網的物質。該現象使團隊發現,蠶絲蛋白溶液暴露於乙醇或丙酮等有機溶劑後,會形成具有高拉伸強度的纖維。實驗結果顯示,添加多巴胺(dopamine)使凝固過程加快,讓絲蛋白在溶劑中迅速轉變為固體纖維,這種纖維能牢固地黏附在任何表面上。研究人員還進一步添加幾丁質(chitosan)和硼酸鹽緩衝液(borate buffer),以增強纖維的拉伸強度和黏性。
這項吐絲技術在實驗中成功提起比自身重80倍的物體,未來可能廣泛應用於運輸和建築領域。儘管目前人工合成纖維的強度仍不及天然蜘蛛絲,但普雷斯蒂博士對技術的未來發展充滿信心。他強調,這項技術不僅是模仿自然生物材料,還是受到超級英雄的啟發,創造出具「超能力」的材料。隨著科技進步,未來將有更多創新應用等待開發。

