前景广阔的“生物钢”

作者:              发布时间:2008-07-31


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↑↑↑前景广阔的↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑ ↑↑↑ ↑

“↑↑生物钢↑↑”↑↑也叫↑↑“↑↑人造基因蜘蛛丝↑↑”↑↑,是一种根据蜘蛛丝蛋白仿制的生物材料。因为这种人造基因蜘蛛丝的硬度比钢大4~5倍,所以被称为↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑。↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑既坚硬又柔软无比,集坚韧与结实于一身,因而有着广泛的应用前景。↑↑↑ ↑

众所周知,蜘蛛网可以粘住苍蝇、蚊子等飞虫。这些飞虫一旦被蜘蛛网↑↑“↑↑俘获↑↑”↑↑,任凭它们如何挣扎一般是难以逃脱的。科学家经过研究发现,蜘蛛丝里一共有7种蛋白,其中牵丝蛋白强度最大。它的强度是钢材的5倍,可塑性比钢材高30%,抗冲击能量吸收系数是钢材的50倍。蜘蛛丝的强度很大,同样直径的蜘蛛丝和钢丝相比,蜘蛛丝的强度是钢丝的4~5倍。可以用来制造各种复合材料和装甲材料,如防弹背心,航空航天设备用的重量轻、强度高的复合结构材料等。根据测算,一根直径5mm的牵丝蛋白丝线,其强度足以强制停住一架全速飞行的大型波音747客机。用牵丝蛋白纺织出来的防弹衣将把弹头或弹片击入士兵体内的危险降到最低限度。牵丝蛋白纤维还可在医疗上做代用肌腱和韧带,其强度是肌腱组织的20倍,而弹性却大得多。↑↑↑ ↑

1999年5月,美国在世界上首次培育出在奶里含牵丝蛋白的转基因绵羊,并成功制造出世界上第一根人造蜘蛛牵丝。当时,美国麻省的↑↑“↑↑国家陆军生物化学研究中心↑↑”↑↑的科学家,通过将蜘蛛身上抽取的蜘蛛丝基因植入山羊体内,使山羊奶含有蜘蛛蛋白,然后经过特殊的↑↑“↑↑纺线程序↑↑”↑↑,把山羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成↑↑“↑↑人造基因蜘蛛丝↑↑”↑↑。美国的研究人员称,他们研制出的↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑有蚕丝的质感,有光泽、弹性极强,可被广泛地用来制造手术用缝合线、柔软的防弹衣、装甲防护材料以及极不易磨损的衣物等。在此基础上,研究人员还进一步用蛋白质工程方法修饰丝蛋白基因,以生产更高性能的↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑,甚至用人造纤维增强的↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑复合材料来制造防弹背心、降落伞和装甲防护材料。↑↑↑ ↑

现在,世界上有许多国家在开发研究↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑方面,不断取得新的进展。美国陆军的纳蒂克研究发展与工程中心,以生长在佛罗里达州和拉丁美洲的金色球蜘蛛的吐丝结构为基础,研究用生物遗传工程方法制造蜘蛛网式丝织品。他们的方法是先从蜘蛛体内分离出蜘蛛丝基因,并将其移植到一种能大量快速繁殖的细菌(如大肠杆菌)体内,制造出蜘蛛丝蛋白质溶液,再通过发酵的方法大量生产。加拿大和德国已经找到了控制蜘蛛吐丝的基因,并运用基因技术使蜘蛛吐出至少7种不同的丝。若能将这些不同类型的蜘蛛的基因重组,建构成↑↑“↑↑工程菌↑↑”↑↑来生产↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑,则有可能向实用化迈出重要的一步。英国罗伊斯顿研究所也在根据基因工程方法用细菌生产↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑。可望在不久的将来,人类利用↑↑“↑↑生物钢↑↑”↑↑必将出现令人可喜的局面。↑↑↑ ↑

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