2011年3月3
科学家们现在有一个更好的理解为什么蜘蛛丝纤维是如此令人难以置信的强大。
最近的研究,在生物物理杂志》2月15日由细胞出版社出版,描述了丝纤维的结构从原子层面,揭示了新的分子结构的信息构成的奇妙的机械特性这迷人的天然材料。
蜘蛛吐丝,使用哪一个非常强大的和有弹性的,在网和暂停。“丝绸之纤维表现出惊人的机械性能。他们有一个极限强度与钢、韧性大于凯夫拉尔和密度小于棉花或尼龙,”解释高级研究作者Frauke刨丝器博士在德国海德堡理论研究所。“因为丝绸纤维继续优于人工同行在韧性方面,许多研究试图了解这些非凡的天然纤维的力学特性。”
科学家们知道,蜘蛛丝纤维包括两种类型的构建块,软无定形和强大的水晶组件。刨丝器博士的团队想要发展更好的理解蜘蛛丝纤维的力学性能和实现一种多尺度“自下而上”的计算方法,从原子水平的无定形和结晶单元,这些构建块切割的贡献。一组用于分子模拟研究个人和耦合单元综合纤维模型和有限元模拟。
研究者发现软非晶子单元负责丝绸和弹性也有助于压力的分布。丝绸的最大韧性要求一个特定数量的水晶子单元和依赖于这些单元分布在纤维。不同纤维子单元的结构架构进行最佳的力学性能测试。“我们确定一个连环安排结晶和无定形的子单元的光盘比随机或平行排列,显示一个新的结构模型丝绸、“刨丝器博士说。综合起来看,这些发现提供了一个更清晰的了解蜘蛛丝纤维的力学性质和可能有用的设计人工丝纤维。
来源:http://www.cellpress.com/