神奇服装蛛丝织成

杨先碧

古代武士靠笨重的铠甲来保护自己，而现代的士兵则有相对轻盈的防弹背心。说它“相对轻盈”，是因为它比普通背心还是要重得多。美国科学家则表示，一种将比普通背心还轻的防弹背心很快就将上市。这种背心之所以很轻，是因为它是由蛛丝织成的。

极度坚韧的蛛丝

在科幻影片《蜘蛛侠》中，靠一根喷射出来的蛛絲，蜘蛛侠就可以在城市的高楼大厦之间飘来荡去。这根蛛丝如此强韧，令人十分惊叹。或许有人会质疑：那根蛛丝真的能支撑蜘蛛侠的体重吗？其实，这并非完全没有科学依据。一根细细的蛛丝能支撑起蜘蛛的身体，那么按照比例来说，蜘蛛侠喷射的蛛丝也能支撑住他的身体。科学研究也表明，一根直径仅仅1厘米的蛛丝绳索可以拉住一架正在飞行的喷气式小飞机，由此可见蛛丝是多么强韧。

既然蛛丝是如此好的纺织材料，那么为何人们不像养蚕那样大量养殖蜘蛛呢？与蚕不同，蜘蛛很难驯养。另外，蜘蛛的蛛丝产量实在太低了，饲养蜘蛛和收集蛛丝也十分烦琐。到目前为止，世界上只有一块由蜘蛛丝编织的面料。这块收藏于美国国家自然历史博物馆的面料，有4米长，1.2米宽，总面积4.8平方米。为了打造出这块独特的面料，82名纺织专家花费四年时间，收集了数百万只野生金色球体蜘蛛的蛛丝。

用酵母生产蛛丝

既然饲养蜘蛛收集蛛丝不太可行，那么人们是否要放弃利用这种高强度的天然材料呢？科学家希望用其他途径来获得蛛丝。最近，美国科学家丹·维德梅尔与大卫·布雷斯劳尔等人，利用转基因酵母产出了和蜘蛛丝一样的转基因蛛丝。科学家通过研究蜘蛛的基因图谱获得蜘蛛的产丝基因，然后将人工合成这种基因，再转移到酵母中，酵母就有了产丝能力。

这些酵母被培养在一个硕大的罐子里，就像是酒厂里酿酒的那种罐子。酵母吸取罐子中的葡萄糖营养液后，开始分泌蛛丝乳液，其实质是一种液态蛋白质。但是，酵母不能直接将这些乳液转化为蛛丝。科学家用专门的机器抽取大罐中的乳液，然后乳液从特制的喷嘴不断喷射出来，一条条蛛丝由此产生。利用高倍显微镜发现转基因蛛丝的形态结构和天然蜘蛛丝一样。

当然，不只是美国科学家发明了转基因蛛丝，加拿大、日本、德国、英国的科学家也在从事这方面的研究。也并非只有酵母可以生产蛛丝，转基因哺乳动物和转基因植物也可以生产蛛丝。加拿大魁北克一家生物技术公司的研究人员，培育出可以生产蛛丝的转基因母羊。从这种母羊的奶中，可以提取出大量蛛丝蛋白。

转基因蛛丝的用途

目前，维德梅尔等人已经利用转基因蛛丝纺织出面料。他们正与美国北卡罗莱纳州的纺织品厂商合作，期待能大批量生产转基因蛛丝面料。他们希望第一批蛛丝服装能于2016年年底之前上市销售。

利用转基因蛛丝面料裁剪出来的服装，看上去有些像丝绸服装，摸起来也十分光滑柔软，穿在身上保暖透气。丝绸服装的韧性一般相对较差，不小心被挂擦一下就容易撕裂，而转基因蛛丝服装韧性很强，很难撕裂。基于同样的理由，丝绸服装通常不建议用洗衣机来洗涤，而转基因蛛丝服装则可以。

由于蛛丝韧性好、弹性好且耐冲击力强，科学家正考虑用蛛丝来制造防弹背心。无论是在干燥状态或是潮湿状态下，蛛丝都有很好的弹性和韧性，因此利用蛛丝制造的服装可让军人、航天员、探险家等适应多种严酷环境。蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能，蜘蛛丝在零下40℃时仍然柔软且弹性十足，蛛丝服装适合那些极地考察的科学家。

除了用于加工服装外，转基因蛛丝作为特种材料在其他领域也有广泛的用途。比如，如果把蛛丝用于飞行器的复合材料中，可以减少飞行器的自重。由于蛛丝是一种天然蛋白质，在自然界中可以逐渐降解，用于包装材料特别环保。利用它的降解特性，还可以用于外科手术中的缝合线。

编辑：刘雨濛 lymjcfy@163.com