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2024-11-04真實世界的蜘蛛絲發射器? 659 期

Author 作者 編輯部

在自然界中,蜘蛛絲的剛性、彈性、黏性常引發研究人員的高度興趣,然而這些優越的特性卻難以人為複製。近期美國塔夫茨大學(Tufts University)的研究團隊受到超級英雄蜘蛛人(Spider-Man)啟發,研發出一種可從針頭射出的液體物質,這種物質能快速固化成纖維,且具有黏附、提起物體的功能。

團隊在研發時,首先將蠶繭溶液中煮沸、溶解後,分解成絲蛋白(fibroin)。而後再於溶液中加入多巴胺(dopamine)與它的聚合物,讓液態溶液被針筒擠出時,可以在空氣中迅速固化成纖維。同時,他們也在溶液中添加了幾丁質(chitosan)和硼酸鹽類(borate)的緩衝溶液,提高纖維的強度與黏性。

透過這項技術製造出的纖維材料,能在被射出後黏附於物體上。它的纖維直徑不僅能被調整,還可以承受比自身重80 倍物體的重量,例如從12 公分高的位置沾黏並提起六腳螺絲、將部分埋藏於沙中的手術刀取出等。雖然這種纖維的強度還是不敵蜘蛛絲,但仍然展現出它在未來應用上的潛力。

Presti, M. L. et al. (2024). Dynamic Adhesive Fibers for Remote Capturing of Objects.Advanced Functional Materials.