「前沿技术」可用作湿度驱动扭转致动器的蛛丝

---------- 获取更多信息，请关注我们----------

华中科技大学的研究人员发现蜘蛛丝具有湿度诱发的扭转行为，分析了这种扭转的产生机理及与蜘蛛种类之间的关系。

图 湿度控制的蜘蛛丝扭转变形现象

蛛丝是由蜘蛛腺体分泌的一种生物蛋白质纤维，具有“超收缩”特性（当达到一定相对湿度时，其长度可收缩50%），在人造肌肉、拉伸驱动器等领域有潜在应用。但是，湿度会引发蛛丝扭转变形，而机理尚不清楚。为此，研究人员对不同蜘蛛的蛛丝进行分析，发现调节相对湿度不仅使蛛丝在长度方向上收缩，还能准确控制蛛丝的扭转变形，而这种特性在蚕丝、头发、凯夫拉等纤维中并未发现；这种扭转行为主要源于蛛丝的MaSp2蛋白中含有的大量脯氨酸，脯氨酸与水分子发生反应后氢键以非对称方式被破坏，导致扭转。试验表明：不同蜘蛛产生的蛛丝中脯氨酸含量不同，导致扭转行为不同；当相对湿度达到70%时，蛛丝开始产生与蜘蛛种类无关的大扭曲变形，最大可超过300°/mm。

这项研究可为新型扭转驱动器、人造肌肉等的设计提供启发，并有助于软机器人、新型传感器、智能纺织品或绿色能源设备的发展。

（蓝海星）

欢迎转载，转载请注明出处。