蜘蛛丝是目前已知弹性和韧性最高的天然纤维，其抗张强度是铁的5倍，远超现有人造纤维。德国慕尼黑工业大学与拜罗伊特大学的科学家于2024年5月13日在《自然》杂志发表研究，首次阐明了蜘蛛丝蛋白如何在蜘蛛体内高效组装成兼具强韧与弹性的纤维。

慕尼黑工业大学化学系教授荷斯特·克斯乐指出，蜘蛛丝的独特机械性能使其在医疗手术缝合材料及工业自动化纤维等领域具有广泛应用潜力。破解蜘蛛丝的组装机制，有望推动稳定高性能人造蜘蛛丝的研发。

蜘蛛丝主要由数千个氨基酸组成的蛋白长链构成。X射线结构分析显示，蜘蛛丝纤维中部分蛋白链通过稳定的物理交联紧密缠绕，形成坚固区域；而未交联的区域则赋予纤维高度弹性。

研究发现，在蜘蛛丝蛋白存储的丝腺内，蛋白长链虽高密度存在于盐水环境中，但其交联区域并未平行排列，阻止了蛋白链的缠绕与聚集，保持蛋白处于可纺状态。

当蛋白进入纺丝管道，环境中的盐水浓度及成分发生变化，促使蛋白链平行排列，使交联区域“肩并肩”紧密结合，形成稳定且极具韧性的蜘蛛丝。

此外，研究团队利用微系统技术构建了人工纺丝管道，拜罗伊特大学科学家正开发仿生纺丝装置，致力于实现高效的人造蜘蛛丝生产。

该研究不仅深化了对蜘蛛丝分子组装机制的理解，也为未来生物材料的创新开发提供了理论基础和技术路径。

（作者：刘霞）