天然蛛网上有两类蛛丝，一种是与高等级合金钢抗拉伸强度适当的蛛丝，即蛛网上的经线，具有极高的耐性。另一种是黏附型蛛丝，即蛛网上的纬线，用于捕获猎物。

  南开大学教授刘遵峰，我国科学院院士、东华大学教授朱美芳，我国药科大学副教授周湘组成的联合团队，研宣布一种皮层带有类皮肤的褶皱结构的人工蛛丝，强度到达1.61吉帕斯卡，耐性到达466兆焦/立方米，超过了自然界中强度最高的达尔文树皮蛛的蛛丝。联合团队一起研宣布一种仿生黏附型人工蛛丝，其强度和耐性超过了天然的黏附型蛛丝。该人工蛛丝还能够传输电信号，表现出相似神经元的功用，有望用于神经修正、植入式电极、人机交互等。这两项效果近来发表于世界期刊《先进资料》。

  一直以来，制备人工蛛丝的常用办法是选用蛛丝蛋白或许重组蛋白进行纺丝，可是其力学功用与天然蛛丝相去甚远。“是因为天然蛛丝经过亿万年的进化，形成了精密而共同的微纳多标准结构。”刘遵峰介绍，当时，世界上报导的强度最高的天然蛛丝是在马达加斯加岛上发现的达尔文树皮蛛的蛛丝，其强度可达1.6吉帕斯卡，耐性可达350兆焦/立方米。

  刘遵峰团队立异性地提出了选用共同的凝胶纺丝办法制备人工蛛丝，近年来取得了系列突破性发展，不断将人工蛛丝的功用推进到新的高度。如刘遵峰团队提出了选用凝胶牵伸纺丝的办法，制备了具有捻曲—核壳结构的人工蛛丝，强度可达0.9吉帕斯卡，耐性可达370兆焦/立方米。

  受自然界中资料具有取向性的启示，此次联合团队研宣布一种表层带有类皮肤褶皱结构的人工蛛丝。刘遵峰解说说，许多资料的取向(分子链、纳米纤维等沿一个方向平行摆放)不是均匀的，比方树木、皮肤、牙齿等，它们的核心层和表层的取向方向是彼此笔直的。这有利于在进步水平方向强度的一起，反抗来自笔直方向的冲击，使得具有这种结构的资料愈加强韧。类皮肤的褶皱结构便是把平行摆放的结构做成褶皱形状，以进步在不同方向上的抗冲击才能，使这种人工蛛丝强度到达1.61吉帕斯卡，耐性到达466兆焦/立方米。

  受神经元在生物体内传输的启示，科学家致力于研制人工神经纤维及器材并应用于柔性电子、智能设备和神经态计算机等范畴。

  蜘蛛的黏附型蛛丝表现出高强度和高耐性，以及高黏附性。经过仿照黏附型蜘蛛丝的分子结构和纺丝进程，人们现已开宣布了各种力学功用优异的水凝胶纤维。下一步，将黏附性和离子导电性引入水凝胶纤维中，人们或将开宣布具有优异才能黏附性、力学强度和信号传输功用的人工神经纤维。

  “然而要完成力学功用和电学功用的杰出结合，首要应战在于如安在接连纺丝的基础上调理人工纤维分子间的彼此作用和分级结构。”朱美芳介绍。

  联合团队根据PrDA水凝胶纤维，开发了一种用于生物电信号传输的可纺黏性导电人工蛛丝资料。该人工蛛丝的两性离子聚合物链间的静电彼此作用确保了优异的牵引纺丝才能、力学功用和对不一样外表的黏附功用。一起，该人工蛛丝显示出杰出的离子导电性，是捕捉人体生物电信号并传输到查验测验仪器的抱负界面资料。此外，将该人工蛛丝用于人工突触晶体管的构建，可完成拟神经信号的可控调控。其未来可应用于生物电极、脑机接口、可穿戴电子设备和神经态计算机等范畴。(科技日报记者 陈 曦)

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