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擁有超能力的蜘蛛:70000隻就能讓波音747停下來?

擁有超能力的蜘蛛:70000隻就能讓波音747停下來?

雖然大多數人都很害怕蜘蛛,但我卻很喜歡它們。

電影《蜘蛛俠》的主角彼得·派克在一次科學展覽中,被一隻受過放射性感染的蜘蛛咬傷,結果獲得了符合蜘蛛特性的超能力,如超級力量、超靈活性、蜘蛛感應,以及像蜘蛛一樣能在牆上行走。最終,彼得·派克成為漫威的超級英雄,打響了自己的名頭——蜘蛛俠。

漫威的老闆斯坦·李是一個喜愛在自家電影中客串的人,他作為編劇,和漫畫家史蒂夫·迪特科一起打造了蜘蛛俠系列。或許是蜘蛛俠的設定引起了害羞的青少年,甚至是怪胎們的共鳴,自從1962年這一形象首次出現在《驚奇幻想》第15期開始,蜘蛛俠便受到了人們難以置信的歡迎。

讓我們回到蜘蛛本身以及和它有關的科學中來吧。蜘蛛屬于蜘蛛目下的蛛形綱,和蠍子或螨蟲一樣同屬節肢動物。當然,如果螨蟲能更大一點的話,可能也會有屬于它的末日電影了。至今,已有多達46500種蜘蛛被确認,而且其中許多蜘蛛都具有令人驚訝的特征。

蜘蛛能夠制造出一種堅韌的蛋白纖維,也就是我們常說的“蜘蛛網”。很多年前,科學家和工程師們就已經開始研究這種極為獨特的材料,試圖發現其新的用途。

擁有超能力的蜘蛛:70000隻就能讓波音747停下來?

不是所有的蜘蛛都會織網,隻有那些視力很差的織布工蜘蛛才需要編織出一張網,友善自己捕獵進食。蜘蛛網有多麼牢固呢?鉛筆厚度(70毫米)的蜘蛛絲可以讓一架飛行中的波音747停下來,它的強度是鋼鐵的五倍還多,幾乎是凱夫拉防彈衣的五倍了。

精準到數字的話,按一個蜘蛛絲的厚度是1微米,也就是千分之一毫米來算,隻需要70000隻蜘蛛就足以讓我們的波音飛機停下來。

除了讓飛機停下,蜘蛛絲的生物相容性也使其在生物技術、再生醫學、可吸收手術縫合線或細胞培養方面都具有潛在的用途。人們還在研究其他可能的用途,以提高電池的效率和耐用性,進而應用于智能手機或平闆電腦中。

蜘蛛的纖維除了能夠用于織網外,還有很多别的用途,如築巢、繁殖、攀爬、空飄、潛水鐘(适用于生活在水下的水蛛)、運動傳感器,甚至食物——當沒有其他東西可吃的時候。

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蜘蛛的空飄行為也被稱為“氣球飛行”,在某種程度上類似于人類所做的滑翔傘訓練。蜘蛛有着既能随風飄蕩又能粘牢獵物的蜘蛛網,是以它們能夠遠赴幾十公裡外的海島進行“殖民”,以求得生存,并讓蜘蛛這一物種散播各地。

1883年,喀拉喀托火山噴發,幾乎完全摧毀了這座位于爪哇和蘇門答臘島之間的小島。七個月後,登島的探險者們發現的第一種生物便是蜘蛛——它們很有可能就是通過空飄的方式到達這座小島的。

讓我們從蜘蛛談回蜘蛛俠。蜘蛛俠的存在有什麼科學原理嗎?

首先,我們來看下蜘蛛俠的爬牆能力。在電影中,我們看到這位超級英雄的手指上長出了小刺——盡管嚴格來說,我們并不确定這些小鈎子是否足以讓他爬上牆。那蜘蛛又是怎麼做到這一點的呢?

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答案是通過所謂的“範德華力”。蜘蛛,又或者是蝾螈、蜥蜴等,腳上長滿了成千上萬的細小剛毛,在與牆壁表面分子近距離接觸時便會産生“範德華力”,使它們能夠在牆壁上爬行。

粗略地講,“範德華力”的産生是由于分子的正電荷和負電荷并不總是均勻分布,并且在不同的分子中會産生短暫的正電荷和負電荷區,進而互相吸引。這些力雖然很微弱,但是當有大量的分子同時運動時,效果就會成倍增加。

根據二次立方定律,能夠産生“範德華力”的表面所占身體的比例,應當取決于攀登者的體重——這是很合乎邏輯的。對于蜘蛛來說,它們的重量很輕,僅僅依賴爪子的微小表面就足夠了,而人類如果想要依靠“範德華力”在牆壁上行走,40%的皮膚上都必須要長滿剛毛——或者,根據劍橋大學的研究,有一雙145碼(即132.588米)的腳也行。

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至于蜘蛛的感官——多虧了這一點,彼得才擺脫了自己的眼鏡——它的四對眼睛可以向不同的方向聚焦,進而留心觀察周圍的一切。

盡管蜘蛛通常都是近視眼,但跳蛛的視網膜上有四層感光細胞,是以擁有動物王國最好的視力。大多數蜘蛛,盡管沒辦法看清東西,但它們渾身的毛發,尤其是腳部的毛發,都對振動以及空氣流動十分敏感,這些毛發能讓它們感受到那些即将到來的危險并做出反應。這就是蜘蛛俠所擁有的、著名的蜘蛛感應。

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