蜘蛛網比鋼還堅韌

蜘蛛網比鋼還堅韌，這簡直是一個自然奇蹟。

現在美國麻省理工學院的一個科學家小組揭示為什麼蜘蛛網如此有韌性，可以禁得起颶風的狂吹和捕食者的猛烈攻擊。科學家或將利用蜘蛛網堅韌的特性設計可抗颶風和地震的未來建築物。研究報告發表在最近一期的《自然》雜誌上。

研究表明，蜘蛛網的質地之所以會如此堅韌不是因為絲有非凡的彈性，而是因為其巧妙的設計。美國麻省理工學院的研究人員說，蜘蛛網最重要的特性是能夠保持完整，絲線斷裂後可變得更堅韌。他們說，這些發現可用於幫助設計安全的建築物，甚至一種牢不可破的新型材料。

蜘蛛需要耗費巨大的能量才能成功編織一個完好的蜘蛛網，因此蜘蛛網包含了一系列的功能，無需做重大修理。研究人員發現，蜘蛛絲本身可自動軟化或變硬，以承受負載在它上面的不同類型的物體，不同於其它任何天然或人造的纖維。對其它三種材料製成的類似網的材料進行測試，在遭受掉落的樹枝或狂風破壞時，蜘蛛絲具有的彈力要大六倍。

當蜘蛛絲的一根絲被弄斷了，蜘蛛可以做小修小補，而不是從頭開始修補。從各個區域去除10%的絲線，蜘蛛網的韌性不但不會削弱，反而會增強10%。該研究報告的合著者馬庫斯比埃勒（Markus Buehler）說：「蜘蛛網真正堅韌的部分不是絲，而是其機械性能如何隨着張力而改變，這是一個井然有序的內置的功能。」

科學家已經證明，蜘蛛絲為何比同等重量的鋼的強度大五倍。蜘蛛絲包含兩種類型的絲，一種是來自中心的堅硬、乾性的絲，可將所有的絲凝聚在一起；另一種是更細更有粘性的絲，用於捕獲獵物。科學家還發現這兩類蛛絲都可以離開原來的位置而不折斷，所以僅有一根絲會折斷。俄亥俄州阿克倫大學的生物學家托德 A.布萊克利奇（ Todd A. Blackledge ）沒有參與這項研究，他說：「蜘蛛網為蜘蛛成功捕獲獵物發揮了重要的作用。絲在衝擊下拉伸，抱住昆蟲，所以它不容易逃脫。」

比埃勒建議，工程師可以將蜘蛛絲的構造原理應用到其它方面。蜘蛛絲在受到破壞時只受很小的損壞、而不影響整個結構這一特性可以應用於設計虛擬網絡，如互聯網，在遭受攻擊期間只有本地節點被破壞，而整個系統可繼續運行。瞭解其微觀的蛋白質結構和其宏觀性質，可能有助於將碳納米管串在一起，可能有一天會用於生産太空電梯。

人的韌性正如同物界現象會因環境而改變的。