2蜘蛛絲纖維的開發
蜘蛛的天然共存性很差,它們會自相殘殺,同類相食[32]。如果通過大量飼養繁殖蜘蛛的方法來獲取蜘蛛絲是無法滿足生產需要的。如何克服影響蜘蛛絲的性能的諸多因素,制造出性能穩定的蜘蛛絲纖維已成為一個倍受關注的課題。隨著生物技術、遺傳基因技術的發展,通過對蜘蛛絲蛋白和腺體分泌物的研究,科學家們成功地制造出了蜘蛛絲蛋白的合成基因,利用這種基因可生產出與天然蜘蛛絲蛋白相同的產品,這一研究成果,使得大規模生產人工合成蜘蛛絲成為可能[33]。
2.1牛羊乳蜘蛛絲
利用生物技術、轉基因技術將蜘蛛的蛋白基因注入奶牛或奶羊,其產下的奶中就含有大量的柔軟光滑的蜘蛛絲蛋白質纖維成分,這種含有蜘蛛絲基因的蛋白質可用來生產有“生物鋼”之稱的纖維。
2.2蠶吐蜘蛛絲
利用轉基因技術,將蜘蛛絲的基因通過“電穿孔”的方法注入很小的蠶卵中,用蜘蛛絲基因替代蠶絲基因中有關強度的部分,從而在家蠶基因重鏈中產生了部分蜘蛛絲基因[34]。
2.3植物合成蜘蛛絲
利用轉基因方法,將能產生蜘蛛絲蛋白的基因轉移到植物上,通過大面積種植,使這種植物大量生產出類似蜘蛛絲蛋白的蛋白質,然后通過提取加工,便可以作紡紗的原料,同時也能降低成本。
2.4微生物合成蜘蛛絲
將蜘蛛絲蛋白的基因移植給微生物,當微生物繁殖時,可產生大量的類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質。已經發現一種細菌[35]和一種酵母菌通過基因移植技術能合成出類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質。
2.5其他合成方法
我國于2002年開始了“生物鋼”的研究,并將其列入“863”重大研究計劃中??茖W家們成功地將“生物鋼”蛋白基因轉移到老鼠身上,培育出第一批攜帶“生物鋼”蛋白基因的轉基因鼠,并成功地從小白鼠的乳液中獲得“生物鋼”蛋白。
3結語
蜘蛛絲作為一種高性能、環保型的天然纖維,其研究必將繼續深化。雖然蜘蛛絲的性能受到諸多因素的影響,但隨著科學的發展以及多學科之間的交叉應用,這些問題必然會被逐漸攻克。在不久的將來,蜘蛛絲必然廣泛應用于紡織服裝業、軍事、醫療、航空航天、建筑與汽車工業等各個領域,成為新一代高級生物材料。
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