克莱格生物实验室是美国的一家著名的全球性生物技术开发公司,该公司曾因开发出能吐蛛丝的蚕宝宝而享誉全球。他们生产第一代蛛丝的方法是往蚕的基因谱图里随机插入蜘蛛基因,这些蚕吐出的丝的性能远强于正常的蚕丝,但比起真正的蜘蛛丝还差很远。经过几代的发展,该公司现在有两款明星产品,一款叫“兽丝”,一款叫“龙丝”,都是由蛛丝蛋白和蚕丝蛋白的独特结合而成的。
本报告是克莱格生物实验室对蜘蛛丝的相关介绍,蜘蛛丝在仿生学里是响当当的明星材料,与其他仿生材料所模拟的本尊(如贝壳、骨、软体动物等)不同,蜘蛛丝具有很强的机械性能和延展性能,是一种非常坚韧的材料;并且环保易降解,可以再生利用。也正因如此,蜘蛛丝在高水平期刊中的出镜率也相当高,概括来说,研究主要集中在蜘蛛丝结构与功能的关系、应用创新以及如何仿生实现人造蛛丝。
蜘蛛丝蛋白包含了结晶与非结晶结构,前者增加了蜘蛛丝的强度,后者则增加了蜘蛛丝的延展性。而在常见的材料中,强度和延展性常常是不可兼得的。这种独特的二级结构使蜘蛛丝具有超强的韧性,使包括凯夫拉(制作防弹背心的材料)在内的所有人造纤维、橡胶均相形见绌。
由于蜘蛛丝比钢更坚韧,所以可以广泛应用于军事、工业和消费领域,从弹道防护到卓越的强度和韧性。全球市场对技术纤维的需求正在迅速增长,这些材料已成为工业和消费应用的关键产品。到2012年底,全球技术纤维市场已达到约1330亿美元。下一代蜘蛛丝的优越的机械特性将为这项技术开辟新的应用领域,并导致需求大幅增长。蜘蛛丝可以被称为“超级纤维”。