一个国际研究小组最近发现，蜘蛛丝的一种特性可能会导致新型人工肌肉或机器人驱动器。
该研究小组发现了超收缩现象，这种现象发生在空气中相对湿度超过一定水平时，会导致蜘蛛丝中的纤维同时收缩和扭曲。在这样做的过程中，它们发挥了足够的力量，有潜力与其他正在探索的驱动器材料竞争。
研究结果发表在科学的进步这篇论文的作者是麻省理工学院土木与环境工程系系主任马库斯·比勒教授，以及麻省理工学院前博士后安娜·塔拉卡诺瓦和本科生克莱尔·许;刘大标，华中科技大学副教授;以及其他六项，包括伦敦玛丽女王大学的捐款。
“我们最初是偶然发现这个的，”刘说。“我和我的同事想研究湿度对蜘蛛拖丝的影响。”为此，他们从蚕丝上悬挂了一个像钟摆一样的重物，并将其封闭在一个室内，在那里他们可以控制室内的相对湿度。“当我们增加湿度时，钟摆开始旋转。这出乎我们的意料。”
通过实验室实验和计算模型的结合，研究小组发现，这种扭曲机制是基于一种特殊的蛋白质结构块——脯氨酸的折叠。
研究潜在的机制需要详细的分子模型，这是由Tarakanova和Hsu进行的。Hsu说:“我们试图找到一种分子机制来解释我们的合作者在实验室里发现的东西。”“我们实际上发现了一个潜在的机制，”基于脯氨酸。他们表明，有了这种特殊的脯氨酸结构，扭曲总是会在模拟中发生，但没有它就没有扭曲。
“蜘蛛丝是一种蛋白质纤维，”刘说。“它由两种主要蛋白质组成，分别是MaSp1和MaSp2。”在MaSp2中发现了对扭转反应至关重要的脯氨酸，当水分子与它相互作用时，它们会以不对称的方式破坏它的氢键，从而导致旋转。这种旋转只朝一个方向进行，而且它发生的门槛是相对湿度的70%左右。
比勒说，这种蛋白质具有内建的旋转对称性，通过其扭转力，它使“一种全新的材料”成为可能。“既然发现了这种特性，有一天它可能会被复制到合成材料中。
康涅狄格大学的助理教授塔拉卡诺娃说:“丝的独特倾向是经历超收缩，并在对湿度等外部触发因素做出反应时表现出扭转行为，这可以用来设计可在纳米尺度上精确调节的响应性丝基材料。”潜在的应用是多种多样的:从湿度驱动的软机器人和传感器，到智能纺织品和绿色能源发电机。”
丝绸，高贵的纤维，显示了它的潜力，再次给人惊喜。
有趣的是，第一次世界大战后期提供的最早的弹道保护是基于丝绸的。
Frank Ko教授(费城德雷塞尔大学)在大约25年前就在这一领域进行了研究:也许值得一看更古老的文献?