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網路投射技術：從漫畫到現實

蜘蛛人漫畫和電影長期以來一直是每個孩子的熱情所在。我們都想知道從手腕發射網、穿過高樓並擊敗壞人會是什麼樣子。塔夫茨大學研究人員開發的新型網路吊索技術已成為現實。

這項技術允許液體從針中射出，液體立即凝固成黏性纖維，可以提起並黏附在表面上。由蠶繭製成的絲素纖維開闢了許多先進的技術應用，例如強力膠、印在任何表面上的感測器以及提高電池性能的材料。

由於多巴胺和絲心蛋白的結合，絲心蛋白-多巴胺絲具有極高的拉伸強度和黏合強度，使其能夠黏附到任何表面。此外，殼聚醣和硼酸鹽也已被用來增強絲纖維的強度和黏附力。

實驗證明，該裝置可以發射纖維並舉起80倍於其重量的物體。塔夫茨大學研究助理教授Marco Lo Presti認為，這項技術不僅是材料科學的重大進步，也是科學與超級英雄之間的橋樑。這證明科學可以將漫畫中的夢想變成現實。

隨著不斷改進，網路吊索技術有望開啟許多超越我們想像的潛在應用，從而證實科學技術可以將看似不可能的事情變成現實。我們逐漸接近英雄的世界，證明只要有足夠的堅持和創造力，任何事情都可以成為現實。

請陪伴塔夫茨大學和Silklab一起走上將夢想變為現實的道路！

每個曾經著迷於漫畫書或蜘蛛人電影的孩子都至少曾經想過從手腕上射出蜘蛛網、滑翔穿過高樓並擊敗壞人會是什麼感覺。這種幻想不再是幻想，因為塔夫茨大學的研究人員開發了一種稱為“ 吊網 。這種獨特的裝置可以從針中射出液體，液體立即凝固成黏性纖維，能夠舉起物體並緊緊地黏在表面上。

塔夫茨大學 Silklab 的科學家研究並開發了來自蠶繭的黏性纖維。這個過程首先將繭放入溶液中煮沸，將其分離成鹼性蛋白質，稱為鹼性蛋白質 絲心蛋白 。然後，絲心蛋白溶液被迫通過窄針，暴露在空氣中，並在特殊添加劑的幫助下迅速固化成纖維。這種方法幾乎完美地再現了蜘蛛織絲的過程，開啟了超乎想像的應用潛力。

大自然是 Silklab 許多創作的靈感來源。蜘蛛、蜜蜂、螞蟻和許多其他昆蟲都能夠在生命週期的不同階段產生絲狀。基於自然原理，科學家們率先使用絲綢開發了許多先進的技術產品，例如在水下工作的強力膠、可以在任何表面上打印的傳感器、可延長產品壽命的可食用塗層以及增強太陽能電池性能的光收集材料。然而，創造出像蜘蛛一樣具有非凡特性的絲線仍然是一個重大的技術挑戰。

事實上，這項技術的突破並不是來自實驗室，而是來自一個意想不到的情況。塔夫茨大學研究助理教授馬可·洛·普雷斯蒂 (Marco Lo Presti) 回憶說，當他在黏合劑計畫中用丙酮清潔玻璃器皿時，玻璃底部形成了蜘蛛網狀的材料。這項偶然的發現導致了絲心蛋白纖維的發展，當暴露於丙酮或乙醇等有機溶劑時，特別是在有溶劑存在的情況下，絲心蛋白纖維會迅速凝固。 多巴胺。 ，一種有助於黏合過程的物質。

正常溶液中的絲素纖維需要數小時才能形成半固體水凝膠。但對於多巴胺，這個過程幾乎立即發生，從而可以產生具有極高拉伸強度和黏附力的纖維。此外，多巴胺及其聚合物的使用原理與藤壺黏附在表面上的原理相同，產生耐用的黏合纖維。

因此，研究的下一個創新是尋找在空氣中旋轉纖維的能力。為了實現這一目標，科學家在絲素蛋白溶液中添加了多巴胺，有助於加速從液體到固體的轉變。從同軸針射出時，絲溶液的細流被丙酮包圍，隨著丙酮在半空中蒸發，纖維迅速凝固。這些纖維緊緊地黏附在它們接觸的任何表面上。

這裡的特別之處在於，這些絲心蛋白-多巴胺纖維是用 殼聚醣 ——昆蟲外骨骼的衍生物——可將拉伸強度提高 200 倍。此外，還添加了硼酸鹽緩衝層，使附著力提高達18倍。纖維的直徑可以從人類頭髮絲細到接近半毫米，這取決於針孔的寬度。

在現實生活中的實驗中，該裝置可以射出纖維並舉起物體重量 80 倍的物體。科學家們從12公分的距離撿起蠶繭、鋼螺栓、埋在沙子裡的手術刀，甚至是一塊木頭來測試。

洛普雷斯蒂強調，在自然界中，蜘蛛無法射出網，但必須從腺體中拉出絲。然而，塔夫茨的裝置可以從很遠的距離射出絲線並黏在其他物體上。這就像是超級英雄蜘蛛人能力的再現，將科幻小說變成了現實。儘管天然蜘蛛絲的強度仍比本研究中的人造纖維強約1000倍，但隨著不斷改進，這項技術將開啟極具潛力的應用。

塔夫茨大學工程教授兼 Silklab 主任 Fiorenzo Omenetto 分享道：“作為科學家，我們始終站在想像與現實之間的邊界，而這正是奇蹟發生的地方。”大自然和漫畫書激發了他們開發這項技術的靈感，證明科學甚至可以實現超級英雄的夢想。

從這裡開始，不僅是射出蜘蛛絲的能力，更是科學與技術的結合，將看似不可能的事情變成了可能。網路吊索技術不僅是材料科學的一大進步，也是拉近人們與英雄世界的橋樑。