自然界中的蜘蛛絲具有強大的機械性能，它表現(xiàn)出極高的抗拉強度，與高等級合金鋼相當。在高濕的環(huán)境下，蜘蛛絲可伸長5倍，并且伸長后幾乎不反彈、不旋轉。被拉長的蜘蛛絲遇水還會恢復到初始長度，這使它被來襲的獵物撞擊而拉長后，可以自動修復并重新使用。這一切都表明蜘蛛絲具有超強的機械性能組合。

劉遵峰團隊在文章中稱，目前人們已經(jīng)通過蛋白纖維、超分子水凝膠纖維、碳納米管復合纖維等各種方式成功地復制或是部分復制蜘蛛絲的機械性能，但通過不基于蛋白的方法制備人造蜘蛛絲仍然很困難。

他表示，之所以要研究非蛋白的制備方法，是因為目前基于蛋白的制備方法很難規(guī)模化放大。在其團隊看來，非蛋白制備方法之所以遇到困難，可能是因為此前人們在研制人造蜘蛛絲時，很少會考慮到水。而蜘蛛絲作為一種天然的水凝膠纖維，它的形成可能跟水密切相關。

于是，劉遵峰團隊用聚丙烯酸和二氧化硅納米顆粒交聯(lián)制出有層級結構的水凝膠纖維，并通過摻雜二價離子和加捻來增強其強度，最后通過控制纖維芯和纖維鞘部分的水分蒸發(fā)速率完成材料的自組裝。

據(jù)文章介紹，這種人造蜘蛛絲抗拉強度為895MPa，其機械性能與天然蜘蛛絲相當，還具有370?MJ?m?3的高韌性和極高的阻尼能力。

論文原文：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13257-4