来自剑桥大学的建筑师和化学家团队设计了超强强烈的纤维，几乎完全由水组成，可用于制造纺织品，传感器和其他材料。类似于微型颅底的纤维，因为它们可以吸收大量的能量，是可持续的，无毒，并且可以在室温下制作。
这种新方法不仅提高了较早的制造合成蜘蛛丝的方法，因为它不需要高能量程序或广泛使用有害溶剂，但它可以显着提高制造各种合成纤维的方法，因为其他类型的合成纤维还依靠高能，有毒方法。结果在期刊中报告美国国家科学院院刊．
蛛丝是自然界最坚硬的材料之一，科学家们一直在尝试模仿蛛丝的各种特性，并取得了不同程度的成功。“我们还没有完全重现蜘蛛吐丝的优雅，”来自剑桥大学建筑系的合著者达希尔·沙阿博士说。
剑桥研究小组设计的这种纤维是由一种叫做水凝胶的汤状物质“纺丝”而成的，水凝胶中98%是水。剩下的2%的水凝胶是由二氧化硅和纤维素组成的，这两种材料都是天然的，它们被称为“葫芦环”的桶状分子“手铐”绑在一起形成一个网络。不同成分之间的化学相互作用使长纤维能够从凝胶中提取出来。
纤维从水凝胶中拉出，形成长，极薄的螺纹 - 几百百万分钟的直径。大约30秒后，水蒸发，留下纤维，既坚固又重。
“虽然我们的纤维不如最强的蜘蛛丝网那么强大，但它们可以支持100至150兆帕斯卡的压力，类似于其他合成和天然丝绸，”Shah说。“然而，我们的纤维是无毒的，更少的能源密集。”
这种纤维在室温下能够自我组装，并通过超分子主客体化学结合在一起，这种结合依赖于非共价键的力量，而共价键中原子共享电子。
“当你观察这些纤维时，你可以看到一系列不同的力量在不同的尺度上把它们连接在一起，”剑桥大学化学系的博士生吴宇超(Yuchao Wu)说，他是这篇论文的主要作者。“这就像一个等级结构，导致了一系列复杂的属性组合。”
这种纤维的强度超过其他合成纤维，如纤维素基粘胶纤维和人造丝，也超过天然纤维，如人毛或动物毛。
除了它的强度，纤维还显示出非常高的阻尼能力，这意味着它们可以吸收大量的能量，类似于蹦极绳索。有这种能力的合成纤维很少，但高阻尼是蜘蛛丝的特点之一。研究人员发现，在某些情况下，这种材料的阻尼能力甚至超过了天然丝。
“我们认为这种制造纤维的方法可能是目前制造方法的可持续替代品，”沙拉说。研究人员计划进一步探讨纤维的化学物质，包括制造纱线和编织纤维。
该研究是梅尔维尔实验室在化学系中梅尔维尔实验室合作的结果，由桑曼教授领导;与迈克尔博士Ramage博士领导的建筑部自然材料创新中心。两组对不同尺度和学科的自然和自然启发材料，流程及其应用具有共同兴趣。
该研究得到了英国工程和物理科学研究委员会（EPSRC）和杠杆湖的支持。
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