是什么让蜘蛛丝既能承受巨大拉力，又具有出色弹性？格莱夫斯瓦尔德大学与波恩大学、布宜诺斯艾利斯自然历史博物馆的科研团队共同研究了这一问题。通过材料与性能分析，他们发现一种名为“克氏蜘蛛”的捕猎蛛能够对其丝线的微观结构进行动态调控，从而将极高的弹性与抗拉强度融为一体。这项国际合作研究成果将于2026年1月26日发表于国际权威期刊《美国国家科学院院刊》，为工业合成纤维的研发开辟了新方向。
长久以来，合成纤维的发展始终面临一项根本矛盾：材料往往只能在强度与弹性之间二选其一，难以兼顾。在欧盟资助的“超性能蛛丝”项目框架下，格莱夫斯瓦尔德大学由约纳斯·沃尔夫博士带领的研究团队决心突破这一局限。他们转向自然界寻求灵感——而蜘蛛正是绝佳的模仿对象。
研究尤其聚焦于生活于热带与亚热带地区的“投网蛛”。这类蜘蛛并不依赖静态蛛网，而是以前肢撑开具黏性的丝网，主动挥向猎物。“这种特殊的捕猎方式令我们好奇：它们的丝线究竟是如何构成的？”布宜诺斯艾利斯自然历史博物馆的合著作者马丁·拉米雷斯博士解释道。
材料性能的关键：微观“网纹”结构
通过高速摄像技术与高分辨率电子显微镜，研究团队系统分析了蛛网的运动状态与纤维构造，揭示出一种前所未有的结构原理：投网蛛的捕猎丝内部存在一种弹性蛋白框架，借助腹部后方被称为“纺丝突”的微小板状结构运动，可将其转化为具有褶皱与螺旋特征的滑移式构造。这一转变直接改变了纤维的宏观形态与材料特性。
与蛛网中用作支撑的框架丝相比，差异尤为显著：框架丝呈线性排列，结构刚硬稳定；而捕猎丝则呈现波纹状与扭曲形态，因而具备卓越的弹性。
“为了实现快速撒网，捕猎丝在初始状态下必须柔软且可塑，”格莱夫斯瓦尔德大学动物学研究所的约纳斯·沃尔夫博士说明，“然而一旦被拉伸，丝线内部的微结构环便会展开，使材料同时获得韧性与抗撕裂能力。”材料力学测试证实了该观点：褶皱的捕猎丝可承受高达150%的形变，而线性的外围框架丝在形变约20%时即发生断裂。
为工业材料带来启示
这一特殊纤维构造的发现，为材料科学提供了全新视角。未来，受蜘蛛策略启发，科学家有望研发出兼具高柔性、高强度的合成纤维，从而突破当前材料设计中稳定性与弹性难以共存的局限。此类仿生纤维或将在医疗设备、防护装备、智能织物及复合材料等领域带来革命性进展，推动高性能材料进入一个更贴近自然智慧的新时代。
