该石墨烯增强复合材料市场上有很多应用程序突然出现在世界各地兴起。虽然石墨烯增强复合材料是令人兴奋的并且产生诸如显着的机械强度和导电性增强的性能，但是全世界正在开发其他先进材料以竞争或完成石墨烯的属性。

其中一种令人着迷的材料是由以色列创业公司Seevix Material Sciences开发的人造拉索蜘蛛丝。我们联系了Seevix材料科学的联合创始人兼首席技术官Shmulik Ittah博士，简要介绍了公司有前景的材料。牵引式蜘蛛丝被称为极强的纤维，也具有高弹性和伸缩性。事实上，它可以延伸到其初始长度的30％。因此，蜘蛛丝在材料世界中是一种独特的现象，具有两种看似矛盾的特性，这些特性通常不会共存于一种材料中，无论是天然的还是合成的。

除了令人印象深刻的机械性能外，拉索蜘蛛丝还具有高热稳定性（分解温度为230˚C）和高耐化学性。

令人惊讶的是，这种特殊聚合物的构件是属于结构蛋白家族的蛋白质。在自然界中，这些蛋白质作为可溶性单体出现在位于蜘蛛腹部的特定囊内，并且通过其浓度和化学环境的逐渐变化，它们自发地相互作用并自组装成细长的纳米原纤维，这反过来又自我 - 组装成最终的单丝。纤维网中的每根纤维实际上是一束由这些单丝组成的数十根纤维。

Dragline spidersilk独特的结构源于几个因素，如单体的折叠，单体之间的特定相互作用和纳米原纤维之间的相互作用。

Seevix Material Sciences是一家生产高强度生物相容性蜘蛛丝纤维的生物技术公司，采用自然方法，成功地模仿了自然的自组装过程。以这种方式，从氨基酸翻译到聚合和纤维形成的整个过程以自发的方式发生。Seevix的Spidersilk（SVX）和天然蜘蛛丝拉链之间的唯一区别在于无限连续纤维的长度与SVX的长度无关，而SVX的长度受到细胞内蛋白质产生量的限制。

利用SVX的机械性能的一种方法是将其用作功能性纳米复合材料的添加剂。

SVX增强聚氨酯的SEM

牵引式蜘蛛丝应力 - 应变曲线表现出优异的机械性能：弹性模量为14 GPa，极限拉伸强度为1.5 GPa，伸长率为30％，总韧性为160 MJ m -3（不同蜘蛛种类之间的值不同）。与其他纤维的特性相比，这些特性中的每一个都不会令人印象深刻; 然而，不同聚合物与SVX的组合显示出非常独特的富集模式。

通过差示扫描量热法（DSC）测定牵引式蜘蛛丝的耐热性为230℃。该温度是吸热峰的中心，反映了基于丙氨酸的纳米晶体的分解，该纳米晶体赋予拖链蜘蛛丝一些其性质。SVX是第一个也是唯一一个在DSC测试中达到并超过此吸热峰值的人造蜘蛛，达到235ºC。认为这种差异的原因是SVX的合成序列编码中丙氨酸比例较高。因此，它可用于基于挤出的方法，包括聚合物熔融和再成形，而不损害SVX。

直到最近，拖拉机蜘蛛乳的化学弹性才得到很好的表征，然而，SVX纤维具有很高的耐化学性，可以承受几乎所有的有机溶剂，包括氯仿，DCM，THF，二恶烷，丙酮等，苛刻的清洁剂和极端的PH条件。这种弹性使得SVX能够通过溶剂浇铸方法集成到许多热塑性聚合物中，并促进在不同有机溶剂和其他化学环境中发生的许多化学改性。

Dragline spidesilk的架构是其独特特征的基础。它涉及可溶性单体通过一系列自发相互作用聚合成不溶性聚合物，首先在单体之间，然后在纳米原纤维之间。虽然由蜘蛛产生的基本单丝具有几百纳米的直径，但在网中看到的纤维实际上是一束数十个这样的单丝。SVX是与自然界相同的过程的结果，即自组装，并且其直径与蜘蛛产生的单丝相等。由于SVX纳米纤维并不像紧密封装，在自然界中，它们之间的空隙对其周围环境便利，从而创造〜3.8米的巨大的比表面积2/公克。该表面区域用于增加纳米复合材料中填料和基质之间的“相互作用区”，以及接近位于纳米原纤维表面上的所有残基（主要是羟基和胺基），以便将它们用于不同目的的功能化。

总之，Seevix Material Sciences为纳米复合材料世界引入了一种新的参与者：第一种合成真正的蜘蛛丝纤维。这些纤维，就像天然拉索蜘蛛一样，是材料的“圣杯”。将少量SVX加入各种聚合物中可显着提高其机械性能。从而提高它们的模量，拉伸强度以及它们的整体韧性。此外，SVX纤维可以承受高温和恶劣的化学环境，这使得它们能够在许多工业挤出和铸造工艺中实施。正在探索在我们的下一代高端高性能产品中使用这些蜘蛛丝纤维的机会网络。