写的AZoM2019年3月4日
研究人员现在发现，蜘蛛丝，熟悉其重量的强大材料之一，具有另一个奇怪的属性，可以为创新类型的机器人执行器或人工肌肉打开门。欧洲杯足球竞彩
本实验装置用于研究蜘蛛拖丝的行为。中心的圆柱形室可以精确控制湿度，同时测试纤维的收缩和扭转。(图片来源:研究人员提供的照片)
研究人员发现的弹性纤维对湿度的变化反应非常强烈。在空气中特定的相对湿度水平上，它们会突然收缩和扭转，产生足够的力，从而有望比其他正在探索的作为执行器的材料更具优势——执行器是一种能够移动来执行某些活动(如控制阀门)的装置。欧洲杯足球竞彩
研究结果发表在欧洲杯线上买球科学的进步3月1日的期刊英石在一篇论文中，作者麻省理工学院马库斯·比勒(Markus Buehler)教授，麻省理工学院土木与环境工程系主任，以及前博士后安娜·塔拉卡诺娃(Anna Tarakanova)和本科生克莱尔·许(Claire Hsu);刘大标，华中科技大学(武汉)副教授;欧洲杯线上买球和六人。
最近，科学家发现了一种被称为超级共同的蜘蛛丝的特征，其中细长的纤维能够在不响应水分的变化而没有警告的情况下收缩。新结果是线程不仅仅是合同，而且还扭曲，提供了强大的扭力。“这是一个新现象”,比勒。
我们最初发现这一点。我的同事和我想研究湿度对蜘蛛拖丝的影响。
刘志法，华中科技大学副教授。欧洲杯线上买球
他们将重物悬挂在丝绸上，制造出一种钟摆，并将其限制在一个室内，室内的相对湿度可以被控制。“当我们增加湿度时，摆锤开始旋转。这是我们的期望。它真的很震惊我。“
尽管研究人员测试了其他几种材料，比如人的头发，但他们在其他材料中没有发现这种扭转运动。欧洲杯足球竞彩然而，刘说，他开始正确地认为这种现象“可能用于人造肌肉。“
“这对机器人社区来说可能是非常有趣的“陈述Buehler，作为操纵特定类型的控制设备或传感器的创新方式。“通过控制湿度可以非常精确地控制这些运动。“
这是一个奇妙的发现，因为测量蜘蛛丝的扭转是巨大的，大约每毫米长一个完整的圈。这就像一根绳子，它可以根据空气湿度的不同而自行缠绕和解开。导致这种优异性能的分子机制可以用来制造湿度驱动的软机器人或智能织物。
Pupa Gilbert，麦迪逊威斯康星大学物理学，化学和材料科学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
吉尔伯特没有参与这项研究。
众所周知，蜘蛛丝具有极佳的柔韧性、回弹性、强度重量比和韧性。全球有几个研究小组正在努力用蛋白质纤维的合成变种复制这些特性。
尽管该扭曲力的目的是蜘蛛未知的，但研究人员认为由水分引起的超级共同可能是一种手段，以确保卷筒纸在早晨露水的同时拉紧，也可以保护其免受损坏并最大化其响应性振动使蜘蛛感知其猎物。
“我们还没有找到任何生物学意义“对于扭曲运动，陈述Buehler。然而，使用与计算机的分子建模的组合以及实验室实验，研究人员可以发现扭曲机制的工作方式。已经发现，它基于特定类型的蛋白质构建块的折叠，称为脯氨酸。
分析底层机制需要彻底的分子建模，由塔拉卡诺瓦和恒生进行。“我们试图为我们的合作者在实验室里的发现找到一个分子机制,”徐解释说。“我们发现了一个潜在的机制“基于脯氨酸。他们证明，这种特定的脯氨酸结构总是导致模拟期间的扭曲;然而，它的缺席导致缺乏扭曲。
“蜘蛛丝是一种蛋白质纤维,”刘解释道。“它由两个主要蛋白质组成，称为masp1和masp2。“对于扭曲反应非常重要的脯氨酸在MASP2内发现，并且在水分子与蛋白质的相互作用之后，它们以不对称的方式中断其氢键，导致旋转。旋转仅在单个方向上发生，并且发生在近70％相对湿度的阈值。
“这种蛋白质有一种内在的旋转对称”,比勒。此外，通过它的扭转力，它使”全新的材料类欧洲杯足球竞彩“可行。随着这种性质的发现，他指出它可以在合成材料中复制。“也许我们可以制作一种可以复制这种行为的新型聚合物材料”,比勒。
蚕丝独特的超收缩特性，以及在对外部触发物(如湿度)做出反应时表现出的扭转行为，可以用来设计响应性蚕丝基材料，这种材料可以在纳米尺度上精确调整。欧洲杯足球竞彩潜在的应用多种多样:从湿度驱动的软机器人和传感器，到智能纺织品和绿色能源发电机。
安娜塔拉卡诺瓦，康涅狄格大学助理教授。
也可能是其他的天然材料显示了这种特性;欧洲杯足球竞彩然而，如果这是事实，那么它还没有被观察到。“这种扭曲运动可能会在其他材料中发现，我们还没有研究过欧洲杯足球竞彩”,比勒。除了预期的人造肌肉，这一发现还可能产生精确的湿度传感器。
研究人员“用丝绸已知的高敏感性湿度，并证明它也可以以一种有趣的方式使用来产生非常精确的扭转致动器。用丝绸作为扭转致动器是一种新颖的概念，可以在来自电子到生物医学的各种领域中找到应用，例如吸湿的人工肌肉和湿度传感器。特别值得注意的是，它结合了分子建模，实验验证以及深入理解，通过将化学粘合量表中的基本变化达到宏观现象。这是从基本科学的角度来看的非常重要的，也是令人兴奋的应用欧洲杯线上买球。“
黄永刚，西北大学土木与环境工程与机械工程教授
黄没有参与这项研究。
这项研究的合作者包括中国武汉的华中科技大学、湖北大学以及伦敦玛丽女王大学。欧洲杯线上买球该项目由中国国家自然科学基金、湖北省国家科学基金、中国科委青年英才资助计划、欧洲杯线上买球美国国立卫生研究院、麻省理工学院本科生研究机会计划和海军研究办公室资助。