受蜘蛛启发:科学家找到更好的纳米纤维新处理技术

2020年04月24日 09:52 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,纳米纤维已被应用于许多领域,从轻型汽车部件到高强度材料,然而对于它们的使用并不是那么容易。现在,由于对某一种类的蜘蛛有了新的认识,这种情况将可能很快就能发生变化。 尽管大多数蜘蛛的网都是由光滑的丝线包裹着一种粘性的天然胶构成,但筛器蜘蛛的却不是这样。

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它们蛛网上的丝线更像是一根根会嵌入猎物体内的“刚毛”。

当这些蜘蛛织网时,它们从腹部排出成千上万的丝纳米纤维。它们会利用两排被叫做跗毛的特殊后肢刚毛抓住这些纤维,将它们“梳”在一起并形成螺纹。蜘蛛自己在织网的时候不会被这些线缠住。

为了更好地了解它们为什么不会被缠住,一个国际科学家团队从刮掉“蕾丝(lace weaver)”蜘蛛的跗毛开始。随后,研究人员检查了蛛形纲动物的后腿,他们发现蛛形纲动物的后腿上有一层丝纳米纤维。这表明跗毛不仅有助于梳理纤维而且还可以防止纤维粘在蜘蛛身上。

此外,研究小组还发现,每个跗毛刚毛表面都覆盖有纳米波的类指纹图谱。测试表明,通过最小化纳米纤维和刚毛之间的总接触面积,这些波纹减少了范德华力从而防止了纤维粘附。

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科学家们利用镭雕在PET箔上蚀刻出类似的图案,然后在箔上涂上一层薄薄的金。当这些箔片随后被压在蛛丝上时,它们几乎跟真正的跗毛一样有效地抵抗了粘附。

现在,研究人员希望这项技术能应用到工具中从而使人类制造的纳米纤维处理起来更加简单、更加容易并让它们在广泛使用变得更加实用。

相关研究报告已发表在《ACS Applied Nano Materials》上。

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