美國聖路易斯華盛頓大學設計出比蜘蛛絲更強的人造纖維

蜘蛛絲是世界上最堅韌的材質之一。令人著迷的天然特性，使研究人員過去好幾十年，試圖以人造的方式重現。但是當如Spidey Tek的公司與學術單位研發人造蜘蛛絲到一定程度，要製造出跟自然界一樣的拉伸強度與韌性是極其困難的。

因此，華盛頓大學的研究人員認為他們已經找到了答案：使用澱粉胜肽（結構蛋白）來創建混合聚合類澱粉蛋白（由其中數十甚至數百個澱粉樣肽連接在一起）可以紡成具有增強強度和韌性的纖維。

研究人員表示「設計策略與生物合成方法可以擴展成創造出多種機能性材料與肉眼可見的類澱粉蛋白纖維，可以廣泛應用在服裝與軍用裝備」。

為創造新的人造絲，研究人員需要製造出天然蜘蛛絲強韌的主要元素，β奈米晶體，並引入能組成β奈米晶體的類澱粉蛋白序列，重新設計斯的序列。

具體來說，研究人員從類澱粉胜肽與蜘蛛蛋白中的甘氨酸鏈結。透過基因工程，工程菌（採用生物工程技術加工出來的微生物）、純化，生物合成類澱粉蛋白，為紡絲準備。在濕式紡絲過程中，澱粉胜肽折疊成與纖維軸對齊的 β-折疊晶體，產生機械強度。

由此產生的蛋白質具有比蜘蛛絲更少的重複氨基酸序列，使它們更容易被工程菌生產。最後研究人員達到過去難以企及成就，細菌產生了一種具有 128 個重複單元的混合聚合澱粉樣蛋白。

128 個重複蛋白質產生了纖維直徑具有千兆帕的強度，比一般的鋼更堅固，韌性也較Kevlar及所有先前的重組絲纖維來得高。團隊表示，甚至比一些天然蜘蛛絲還來得更強韌。

華盛頓大學麥凱維工程學院能源、環境與化學工程系教授Fuzhong Zhang表示，目前的方法未能規模化，團隊正在努力探索具有更優異表現的序列，以及降低成本與規模化的流程，希望未來能具有商業競爭力。

資料來源：Jessica Owen (03 August 2021),”Artificial fibrestronger than spider silk”, WTIN, Ya-hsien編譯