工程学院学生用蜘蛛丝代替木材造出一种小提琴_网易数码
工程学院学生用蜘蛛丝代替木材造出一种小提琴
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（原标题：工程学院学生用蜘蛛丝代替木材造出一种小提琴）
摘要：这一声学效果将来还可以应用到其它的产品发明中去，比如耳机、扬声器等。决定一把小提琴类乐器音色优劣的，面板材料应该是关键性元素之一，人们尝试过用各
种人造材料，暂时都无法提供天然木材能带来的微妙。最近，来自帝国理工学院戴森设计工程学院（Dyson School of Design
Engineering）的硕士生Luca Alessandrini就用天然材料蜘蛛丝制造出了一把小提琴。Luca以三股的澳大利亚金色球体蜘蛛生产的金色蛛丝为主，加上粘合剂而创造出一种复合材料，作为小提琴的面板代替传统的木材。同时Luca 还在尝试以不同的方式混合不同的纤维，创造出各异的音色，实现乐器的定制音质。这一声学效果将来还可以应用到其它的产品发明中去，比如耳机、扬声器等。使用蜘蛛丝的好处之一是有利于环境的可持续发展，成分为蛋白纤维的蛛丝，对自然完全无害，Luca 同时也表明了使用蜘蛛丝的原因——因其两种特性：强度和弹性——蛛丝与强度最高的碳纤维强度相近，但韧性又优于后者。蜘蛛丝的惊人的性能意味着它提供了多种用途，对于蜘蛛来说，蜘蛛网不仅是它们的家、捕食的网，同时也意味着沟通和交流，通过网的振动，来获知猎物的出现以及准备突袭和吞食。Luca 在制造这一小提琴原型的过程中，与世界最具影响力的小提琴制作组织 Associazione Nazionale Liutai Artistici Italiani 合作，这一组织位于意大利克雷莫纳， 也正是世界最贵小提琴之一 Stradivarius 小提琴的制造者 Antonio Stradivari 家乡，那里有超过400位制琴师。制作完成后他还将小提琴向格莱美提名的小提琴家 Peter Sheppard Skaerved 、英国皇家音乐学院的 Viotti Lecturer 展示。Sheppard Skaerved 说：“我与琴师和演奏家探讨过其它人造材料如碳纤维的局限性。当看到 Luca 的小提琴原型，我很激动。这一发明让乐器制造有了巨大的进步机会，以我一直希望的方式使用了新材料。”
不过，蜘蛛丝一直未被利用的原因之一在于量产收集的难度，蜘蛛作为同类相食的动物，无法像蚕一样大规模高密度养殖。Luca 使用的蛛丝由牛津大学动物学系的&Fritz Vollrath 教授提供，他专业研究蜘蛛与大象的习性、丝的力学及演化等，是 The Oxford Silk Group （一个研究蜘蛛网的工程学及习性的组织）的领导者。此前，我们还报道过&The North Face 使用人造蜘蛛丝制成的大衣 “Moon Parka”，对于已经获得专利、并想要以此创业的&Luca Alessandrini，也可以考虑这种方式。
本文来源：cnbeta网站
责任编辑：王晓易_NE0011
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人类将蜘蛛丝运用在各种不同的领域已有不少的年头。远在古希腊时期，人们就已经开始将蜘蛛丝当做临时绷带使用。最近的一份调查报告中指出，在未来，蜘蛛丝的运用将更加广泛，甚至有可能被制成新型的人造皮肤。德国汉诺威医科大的工作人员已成功在采集而来的“斑络新妇”蛛丝上培养出一层薄膜状的皮肤结构。
永纤维原细胞在蛛丝上“搭建”出基本的网状结构，左图为“搭建”一天后，右图为“搭建”四天后
蜘蛛丝为何本领大
人体的皮肤由表皮组织跟真皮层构成。表皮组装是皮肤最外面的一层，能抵御外界真菌和细菌的侵袭。真皮层位于表皮的下方，能够为表皮组织提供能量、营养以保证表皮组织的弹性。
理想的人造皮肤不仅能够完美替代表皮组织跟真皮层的作用，更要求能够尽快与原生皮肤协调共存。但现阶段的人造皮肤远没有如此完美，用胶原蛋白跟合成高分子制造而成的人造皮肤尚存在机械强度过低、易被原生皮肤排斥等缺陷。反观蜘蛛丝，它则具有机械强度强、可生物降解、不会激发有害免疫反应等优势，实乃制造人造皮肤的最佳材料。
蜘蛛丝怎样造“人皮”
首先，工作人员从蜘蛛的丝腺处引出蛛丝并绕在卷轴上，之后，在一套矩形的钢制框架上编织这些蛛丝，最后，蛛丝还要通过蒸汽的消毒才算完成所有的采集步骤。
研究人员要想在蛛丝上培养出薄膜状皮肤，适量的营养、适度的温度、充足的空气便是三大必备的要素。首先，研究人员用纤维原细胞在蛛丝上“搭建”出基本的网状结构，这样是为了给真皮层提供所需的细胞外基质；两周后，研究人员会将表皮组织的主要构成细胞—角质细胞—加入到蛛丝中；最终，这些“原材料”才会创造出跟表皮组织、真皮层结构极其相近的双分子层皮肤结构。
需从特定蜘蛛上采集
蛛丝制成的人造皮肤要想广泛普及依然还有很长的路要走，因为有两个技术上的“拦路虎”。
第一，人造皮肤所需的蛛丝只能从特定的某种蜘蛛上采集，因此，如何获得大量的蛛丝是一个急需解决的困难，而德国某医科大的温特工程师在接受采访时表示，“我们将设法生产出与原蛛丝拥有同样特质的合成蛛丝。”
第二，在植入蛛丝制成的人造皮肤时，必须要事先在患者皮肤层植入不锈钢制的框架，而这框架并不能被人体吸收转而成为人体体内的一部分组织。因此，相关研究人员特别强调，为了尽快克服这一难关，他们接下来的研究重心将放在“如何制造出易于被人体吸收转化的框架或新型的蛛丝编织矩阵”。
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