人造蜘蛛腺体能像自然界一样纺出可伸缩的蜘蛛丝

人造蜘蛛腺体能像自然界一样纺出可伸缩的蜘蛛丝 通过该装置进行生物纺丝有望实现可扩展的蜘蛛丝生产 芬尼根等人/(CC By 4.0)日本理化学研究所可持续资源科学中心(RIKEN Center for Sustainable Resource Science)和理化学研究所开拓性研究集群(RIKEN Cluster for Pioneering Research)的研究人员采用新方法实现了这一壮举,他们构建了一个人造丝腺体,旨在反映蜘蛛体内发生的物理和化学变化。这并不容易,由于难以复制这些复杂的生物过程,因此制造人造蜘蛛丝极具挑战性。生物聚合物纤维由具有高度重复序列的大型蛋白质组成,这些序列被称为蜘蛛丝。β片是蛛丝纤维中的分子子结构,必须将其排列整齐,才能赋予蛛丝令人印象深刻的特性。除此之外,人造腺体还需要精确的微流体机制,使蛋白质自我组装成丝状纤维,不仅看起来像,而且行为也像真的一样。"在这项研究中,我们试图利用微流体技术来模拟天然蜘蛛丝的生产过程,这涉及到少量流体在狭窄通道中的流动和操控,"理化学研究所领导这项研究的 Keiji Numata 说。"事实上,可以说蜘蛛的丝腺就是一种天然的微流体装置。"这个人造腺体类似于一个不起眼的长方形盒子,上面有沿其长度方向延伸的凹陷通道,它是在为复杂的过程创造适当的环境,使其像自然界一样发挥作用的过程中反复试验的结果。其中一个错误是使用力量推动蛋白质通过微流体系统;它需要负压来拉动脊髓素溶液通过该装置。不过,一旦克服了这一障碍,研究小组就能制造出β片排列整齐的连续丝纤维,从而使这种材料具有类似大自然的特性。研究报告的共同作者、资深科学家阿里-马来(Ali Malay)说:"令人惊讶的是,一旦建立并优化了不同的条件,微流体系统就会变得如此强大。纤维的组装是自发的,速度极快,可重复性极高。重要的是,纤维呈现出天然丝纤维中明显的分层结构。""高度可重复性"是一个关键属性;成功的复制存在可扩展性问题,而由于后勤和生物原因,养殖蜘蛛几乎是不可能的。低成本、高效率地生产蚕丝可以彻底改变破坏环境的纺织业,其生物兼容性使其成为缝合线、人工韧带和结缔组织手术等多种医疗用途的理想候选材料。Numata 说:"理想情况下,我们希望对现实世界产生影响。为此,我们需要扩大纤维生产方法的规模,使其成为一个连续的过程。我们还将利用多项指标评估人造蜘蛛丝的质量,并在此基础上进一步改进。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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美科学家推出改造细菌:吃塑料吐“蜘蛛丝”

美科学家推出改造细菌:吃塑料吐“蜘蛛丝” 改造过的细菌可将聚乙烯作为食物来源,在最新研究中,研究人员对这种细菌进行了改造,使其能将聚乙烯转化为丝蛋白,且其制造丝蛋白的效率和产量能与传统用于制造丝蛋白的细菌菌株相媲美。不过,细菌并不能直接发酵聚乙烯,需要对塑料进行“简化”,研究团队在压力下加热塑料,使其解聚,得到了一种柔软、蜡质的物质。然后在烧瓶底部涂上一层塑料蜡,作为细菌的营养来源,改造后的细菌就能吃进这种塑料,吐出“蜘蛛丝”。研究人员表示,蜘蛛丝是大自然的凯夫拉纤维,强度几乎和钢一样,但密度是钢的6倍,所以它非常轻。作为一种生物塑料,它具有柔韧、无毒、可生物降解等特性,是避免持续塑料污染的绝佳材料。 ... PC版: 手机版:

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"电子蜘蛛丝"传感器:利用环保技术实现生物电子学革命

"电子蜘蛛丝"传感器:利用环保技术实现生物电子学革命 研究人员开发出了一种制造自适应生态友好型传感器的方法,这种传感器可以直接且不易察觉地印在各种生物表面上,无论是手指还是花瓣。资料来源:剑桥大学这种方法由剑桥大学的研究人员开发,其灵感来自蜘蛛丝,蜘蛛丝可以粘附在各种表面上。这些"蜘蛛丝"还结合了生物电子学,因此可以在"网"上添加不同的传感功能。先进的传感器技术这种纤维比人的头发至少小 50 倍,重量非常轻,研究人员直接将其打印在蒲公英蓬松的种子头上,而不会破坏其结构。印在人的皮肤上时,纤维传感器会紧贴皮肤并暴露出汗孔,因此佩戴者不会察觉到它们的存在。对印制在人体手指上的纤维进行的测试表明,它们可用作连续的健康监测器。这种低废物、低排放的生命结构增强方法可用于从医疗保健和虚拟现实到电子纺织品和环境监测等一系列领域。今天(5 月 24 日),《自然电子学》杂志报道了这一研究成果。研究人员开发出了一种制造自适应生态友好型传感器的方法,这种传感器可以直接且不易察觉地印在各种生物表面上,无论是手指还是花瓣。这种比人类头发至少小 50 倍的纤维非常轻巧,研究人员可以直接将其打印到蒲公英蓬松的种子头上,而不会破坏其结构。资料来源:剑桥大学虽然人体皮肤非常敏感,但在皮肤上增加电子传感器可以从根本上改变我们与周围世界的互动方式。例如,直接印在皮肤上的传感器可用于持续健康监测、了解皮肤感觉,或在游戏或虚拟现实应用中改善"真实"感觉。可穿戴技术面临的挑战虽然嵌入传感器的可穿戴技术(如智能手表)已广泛普及,但这些设备可能会让人感到不舒服和碍眼。它们还会抑制皮肤的内在感觉。"如果你想准确地感知皮肤或树叶等生物表面上的任何东西,那么设备与表面之间的接口就至关重要,"领导这项研究的剑桥大学工程系教授黄艳艳(Yan Yan Shery Huang)说。"我们还希望生物电子器件对用户来说是完全不可感知的,这样它们就不会以任何方式干扰用户与世界的互动方式,而且我们希望它们是可持续的、低废料的。"研究人员开发出了一种制造自适应环保型传感器的方法,这种传感器可以直接且不易察觉地印在各种生物表面上,无论是手指还是花瓣。当印制在人体皮肤上时,纤维传感器会紧贴皮肤并暴露出汗孔,因此佩戴者不会察觉到它们的存在。对印制在人类手指上的纤维进行的测试表明,它们可用作连续健康监测器。资料来源:剑桥大学柔性电子产品的创新制造可穿戴传感器有多种方法,但这些方法都有缺点。例如,柔性电子元件通常印在塑料薄膜上,不允许气体或湿气通过,因此就像用保鲜膜包裹皮肤一样。其他研究人员最近开发出了可透气的柔性电子元件,就像人造皮肤一样,但这些元件仍然会干扰正常感觉,而且依赖于能源和废物密集型制造技术。三维打印是生物电子学的另一条潜在途径,因为它比其他生产方法浪费更少,但会产生较厚的装置,从而干扰正常行为。旋转电子纤维可制造出用户无法察觉的装置,但灵敏度和复杂程度不高,而且很难转移到相关物体上。现在,这个由剑桥大学领导的团队开发出了一种制造高性能生物电子器件的新方法,通过直接在各种生物表面(从指尖到蒲公英蓬松的种子头)上打印,这些电子器件可以定制。他们的技术灵感部分来源于蜘蛛,它们用最少的材料创造出适应环境的复杂而坚固的网状结构。研究人员用 PEDOT:PSS(一种生物相容性导电聚合物)、透明质酸和聚氧化乙烯纺出了生物电子"蜘蛛丝"。这种高性能纤维是在室温下用水基溶液制成的,因此研究人员能够控制纤维的"可纺性"。随后,研究人员设计了一种轨道纺丝方法,使纤维能够变形为生物表面,甚至是指纹等微观结构。在人类手指和蒲公英种子头等表面对生物电子纤维进行的测试表明,这些纤维具有高质量的传感器性能,同时还不会被宿主察觉。论文第一作者 Andy Wang 说:"我们的纺丝方法可以让生物电子纤维在微观和宏观尺度上遵循不同形状的解剖结构,而无需任何图像识别。这为如何制造可持续电子器件和传感器开辟了一个完全不同的角度。这是一种更容易制造大面积传感器的方法。"未来方向和商业化大多数高分辨率传感器都是在工业洁净室中制造的,需要在多步骤、高能耗的制造过程中使用有毒化学品。而剑桥大学开发的传感器可以在任何地方制造,所耗费的能源仅为普通传感器的一小部分。生物电子纤维可以修复,在使用寿命结束后只需简单清洗即可,产生的废料不到一毫克:相比之下,一般一次洗衣产生的纤维废料在 600 至 1500 毫克之间。"利用我们简单的制造技术,我们几乎可以把传感器放在任何地方,并在需要的时候随时随地对它们进行维修,而不需要大型印刷机或集中的制造设施,"Huang 说。"这些传感器可以在需要的地方按需制造,并且产生的废物和排放物极少。"研究人员表示,他们的设备可应用于健康监测、虚拟现实、精准农业和环境监测等领域。未来,还可以将其他功能材料融入到这种纤维打印方法中,建立集成纤维传感器,以增强生命系统的显示、计算和能量转换功能。在剑桥大学商业化部门"剑桥企业"的支持下,这项研究正在实现商业化。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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澳大新制 "蜘蛛丝' 促血管生长修复 #澳门大学 澳门大学中华医药研究院副教授王春明带领的研究团队利用中药中的多糖体,设计出一种可优先支持血管内皮细胞粘附的生物材料。这种如薄布一般的材料,类似蜘蛛吐丝的过程,可以帮助和促进血管生长和创伤修复。一旦应用于临床,有望为外周血管疾病等多种病变提供新的治疗手段。该研究成果已于国际材料科学权威期刊《先进材料》(Advanced Materials)上刊登。 随著全球老龄化和饮食结构的变化...

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掏空120万只蜘蛛才织出一件黄金斗篷 活蛛抽丝丝尽会死吗?

掏空120万只蜘蛛才织出一件黄金斗篷 活蛛抽丝丝尽会死吗? 根据视频介绍,这个小哥是为了知道蜘蛛肚子里到底有多少蜘蛛丝,才有了用电钻抽丝的想法。最终,将蜘蛛丝抽完,足足用了20秒。网友对这个丝量感到震惊,有人大致算了一下,电钻转了20秒,那么蜘蛛丝差不多就有七八米的长度,对于小小的蜘蛛来说,产量算是非常高了。但更多的网友觉得视频中的抽丝手段太残忍:“身体被掏空,蜘蛛会丝尽蛛亡吗?”同时觉得这么暴力抽丝,也太不尊重人家蜘蛛了。蜘蛛丝黄金斗篷说起人工抽蜘蛛丝这事,让我想起了国外一件“黄金斗篷”,就图片里这件。蜘蛛丝做的,被认为是有史以来最大的一个蜘蛛丝织品,这件斗篷就是靠人工抽丝织成的,金黄色是蛛丝本来的颜色,4年才织好,光刺绣就花了大半年时间,可以说,这件斗篷价值连城。当时是相当轰动的,因为这件斗篷,是抽空至少120万只黄金圆蛛的蜘蛛丝才做成的。麻醉后被“五花大绑”的蜘蛛历时4年,82个工人,捕捉并抽丝120万只蜘蛛一直以来,人们就对蜘蛛丝很着迷,总想着将蜘蛛丝纺织做成蚕丝一类的工艺品。历史记录中,出现过蜘蛛丝纺织品,但没有到量产的级别。2004年,美国时装设计师尼古拉斯·戈德利 (Nicholas Godley)和英国艺术史学家和纺织专家西蒙·皮尔斯 (Simon Peers)决定合作,制作一件史无前例的蜘蛛丝丝绸。他们将工厂定在马达加斯加,在这里生活着大量的黄金圆蛛,这种蜘蛛的蜘蛛网又大又复杂,而且蜘蛛丝是金黄色的,非常好看。如何收集这么多蜘蛛丝?两人在当地雇佣了70人,专门用来野外捕捉雌性黄金圆蛛。他们拿着长杆每天在乡间搜寻,一天可以捕捉大约3000只,然后带到抽丝工作间,里面有12个工人。如何抽出蜘蛛丝?人工抽丝使用的工具是一台小型手动装置,借鉴了之前抽取蜘蛛丝机器而制造的。这个机器可以同时从24只蜘蛛身上抽丝,工人会先将蜘蛛屁股上的蜘蛛丝轻轻挑出来,然后缠绕在轴上,转动就可以收集到蜘蛛丝。一般来说,一只蜘蛛一次可收集30-80米蜘蛛丝,但在过往记录中,有蜘蛛抽出400码的丝线,差不多是366米,丝量惊人。蜘蛛丝抽空后,蜘蛛会被放回大自然,按照尼古拉斯·戈德利的说法,这些蜘蛛一周后就能重新储备满丝线原料,就可以二次抽丝了。如何织成布料?24只蜘蛛一起抽丝,24根扭成一股,四股96根是纺织的基础线,这些线用原始的织布机织出布料。经过4年的时间,到2009年,整个团队82人,才完成了一块3.4 x 1.2 米的蜘蛛丝丝绸,上面带有当地的特有的织布工艺,非常精美,并在美国自然博物馆展出。据团队介绍,这块布料抽了120万只蜘蛛的蜘蛛丝。3.4×1.2 米的蜘蛛丝丝绸又经过近4年的时间,到2012年,该团队又织了开头那件黄金斗篷,斗篷上绣上了蜘蛛,尺寸比上09年的蜘蛛丝丝绸更大,意味着这一次使用的蜘蛛远超120万只。黄金斗篷问世后,相当轰动。众所周知,蜘蛛丝是科学家梦寐以求的材料:细如发丝,轻,韧性好,强度超过钢铁,有弹性,可以伸长2倍不断,还能自然降解。这些特性,完全可以用来制作防弹衣一类的军用器具,以及一些医疗器材。好归好,但蛛丝目前还没有商业普及,最大的一个问题就是,蜘蛛丝难以量产。蜘蛛不具备大规模养殖的条件,而且抽丝成本高,费时费力。蜘蛛丝黄金斗篷的出现,人们非常震惊,居然有人能织出这么大块的蜘蛛丝布料。另一方面,人们对被迫做出“贡献”的100多万只蜘蛛感到抱歉,不停地抽,还是有些残忍。蜘蛛丝,其实在蜘蛛肚子里时,是丝浆,液体状的,丝浆从尾端的纺器小孔喷射出来,一接触到空气,就会迅速硬化,变成蛛丝。平时,蜘蛛会在体内储存一定量丝浆,因此将丝浆全部抽出来,对蜘蛛的健康影响不大。从理论上来说,蜘蛛可以边喂边抽丝,能量得到补充,过一段时间恢复后,就能再抽丝。但现实是,整个项目中,还是有大量蜘蛛因为人工抽丝而死亡。人工蛛丝做的衣服总结:人工活体抽丝,蜘蛛会死亡吗?一般来说不会,抽丝后一段时间,丝浆还是会储备满的,丝浆的本质是蛋白质。蜘蛛丝可以用来做衣服吗?不仅可以用来做衣服,还可以用来做防弹衣,比传统的防弹衣效果更好。蜘蛛丝可以量产吗?目前难以实现,因为蜘蛛养殖难度大,取丝也比较困难。日本发明的微流体装置但科学家正在研究“无蜘蛛”的蛛丝生产模式,也就是人造蜘蛛丝。形成蛛丝主要有2个关键点,一个是原料丝浆,另一个是将丝浆变成丝线的装置,蜘蛛体内使用的就是精密的丝腺。前一个好实现,科学家将蜘蛛体内制造丝浆的基因移植到其他动物身上,就能产生丝浆。也有科学家将这种基因转嫁到细菌微生物(大肠杆菌)中,来制作蜘蛛丝蛋白。这些方式虽然已经成功,但目前还没有全面推广。最难的还是第二个阶段,但今年1月份,日本科学家制作出了一个微流体装置,可以模拟蜘蛛丝腺自然发生的过程,得到蛛丝。相信在不久的将来,不从蜘蛛体内抽丝,人类就能实现蛛丝自由! ... PC版: 手机版:

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#片名: #蜘蛛侠 Spider-Man (2002)

#片名: #蜘蛛侠 Spider-Man (2002) #导演: #山姆·雷米 编剧: 大卫·凯普 / 斯坦·李 / 史蒂夫·迪特寇 主演: #托比·马奎尔 / #威廉·达福 / #克斯汀·邓斯特 / #詹姆斯·弗兰科 / 克里夫·罗伯逊 / 更多... 类型: #动作 / #科幻 / #冒险 制片国家/地区: #美国 IMDb: tt0145487 #豆瓣评分8.1391169人评价 蜘蛛侠的剧情简介 · · · · · ·   彼得 帕克(托比•马奎尔 饰)只是美国一个平凡的高中生,当一次他被蜘蛛博物馆偷跑出来的变种蜘蛛咬了一口之后,彼得的生活彻底改变了。他变得和蜘蛛一样,拥有各种蜘蛛特有的超能力:从手指喷出粘力极强的蜘蛛丝、飞檐走壁等等。彼得兴奋异常,开始利用自己的超能力去赚钱。但当他最爱的叔叔被自己放走的罪犯杀死后,彼得发誓要用自己的超能力去打击犯罪。   彼得好友哈利的父亲诺曼(威廉•达福饰)是一家生物科技公司的老板,因自己公司生产的飞行器没得到军方首脑赏识而苦恼不堪。一次意外诺曼吸入神经毒气而具有了超能力,引发了自身邪恶的本性,骑着自己研发的飞行器去到处破坏、杀人。彼得化身的蜘蛛侠开始出击了! ©看电影 #短评: 22年前的今天,《蜘蛛侠》在美国上映。

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