3983金沙官网重量更轻还自备,仿蛛丝结构超韧纤

作者:3983com金沙网站

  参考消息网8月14日报道 美国大全新闻网8月12日发表了题为《高科技让蜘蛛丝融入军服》的报道。

据美国商业内幕网站报道,美国军方可能正在研发虚拟“蜘蛛侠”装备,因为研究人员认为蜘蛛丝有助于使作战装备更轻、更凉快。

日前,人工合成蜘蛛丝的制造者,美国生物技术初创公司Bolt Threads宣布完成1.23亿美元 D轮融资,由资产管理公司Baillie Gifford领投,美国富达管理研究公司,硅谷知名风投公司 Formation 8/BUILDERS VC,风险投资机构 Founders Fund ,新加坡主权投资基金淡马锡 以及美国私人控股投资银行 Allen & Company LLC 也参与了此轮融资。

  英国《每日邮报》网站8月20日发表了题为《美国陆军开始测试防弹“蜘蛛服”,其材料是比钢更坚固的转基因丝》的报道。

据最新一期《先进材料》杂志报道,加拿大研究人员从蜘蛛丝直接获取灵感,研制出一种超韧聚合物纤维。

  据美国商业内幕网站报道,美国军方可能正在研发虚拟“蜘蛛侠”装备,因为研究人员认为蜘蛛丝有助于使作战装备更轻、更凉快。

8月14日报道美国大全新闻网8月12日发表了题为《高科技让蜘蛛丝融入军服》的报道。

Allen & Company LLC 担任此轮融资的财务顾问。Bolt Threads 将利用这笔资金继续研发其先进的材料技术并进一步推动该技术的商业化。

  美国陆军开始测试全新的“蜘蛛服”防弹衣。

蜘蛛丝的直径虽然只有3到8微米,但强度却比钢还要高出5至10倍。蛛丝质量很轻,却具有非凡的延伸性和抗拉伸力。蛛丝超强的韧性源于其蛋白质链的特殊分子结构。

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报道称,美国空军研究人员称,这种蜘蛛丝所制造的材料“比凯夫拉纤维更结实,比尼龙更柔软”,可以用来制造新材料,“减少战场上军人的负荷及其产生的热量”。

Bolt Threads 是一家成立于2009年的材料创新公司,由 Dan Widmaier、David Breslauer、Ethan Mirsky联合创立,总部位于美国加州的 Emeryville。Bolt Threads 一直致力于利用自然界发现的蛋白质,结合专业的生物工程技术研发出可持续高性能纺织纤维材料,革新全球纺织行业。

3983金沙官网,  这种防弹服由叫做“龙丝”的物质(一种像面板一样的柔韧织物)制成,将接受“包括弹道冲击在内的关键性士兵防护应用”的测试。

蒙特利尔理工学院机械工程系高瑟琳教授表示,蛛丝蛋白圈本身就像一个弹簧,每个弹簧圈之间以化学链相连。一旦主分子结构链被破坏,化学链就会断裂。想要通过拉伸破坏蛛丝蛋白质,就需要展开弹簧,并且逐个打破弹簧圈之间的连接,这个过程会消耗大量的能量。

  资料图片:美陆军TALOS未来士兵作战系统。(图片来源于网络)

空军发布的新闻稿称,这种经过“被动辐射冷却”的蜘蛛丝能够散发的热量超过其吸收的热量,可降温10摄氏度至15摄氏度。

自成立以来,Bolt Threads 一直想要研发出完全人工合成的蜘蛛丝,这种合成蜘蛛丝材料比特氟龙还坚韧但同时柔软度也很高。

  该产品的制造公司声称,这是人类已知最坚固的材料之一,并使用转基因蚕来生产。

此项新研究涉及制造出具有类蛛丝特性的微米级微结构纤维。研究人员称,将丝的黏性聚合物溶液倒入以一定速率移动的子层,就可构建出一种不稳定结构,并形成一系列的丝圈,这一过程类似于将蜂蜜倒在一片烤面包上。不稳定性由流体运动方式形成,纤维提供了一种特殊的几何结构。研究人员将由此形成的这种规则周期模式称为不稳定模式。

  报道称,美国空军研究人员称,这种蜘蛛丝所制造的材料“比凯夫拉纤维更结实,比尼龙更柔软”,可以用来制造新材料,“减少战场上军人的负荷及其产生的热量”。

报道称,研究人员奥古斯丁·乌尔巴斯博士在新闻稿中称:“了解天然丝将使我们能够制造出多功能纤维,实现无限的可能性。这种超强纤维比众多合成材料和钢材的机械特性都强。未来这些材料可为作战人员的防弹衣和降落伞布料带来舒适感和坚固性。”

经过长达七年的研究,Bolt Threads 在人工合成蜘蛛丝的研发上取得重大进展。公司将转基因酵母,水和糖组合在一起,通过发酵转化成生丝。 用机器将生丝通过小孔产生细丝,再将这些纤维编织成纺织品。

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随着溶剂的蒸发,这种纤维就凝固成型。当这些丝状物质形成丝圈并相互结合时,其中的结合键就会具备不稳定模式。对制成的纤维施以强力拉伸后,就可打破结合键,这一过程就如同蛛丝的创建一般。

  空军发布的新闻稿称,这种经过“被动辐射冷却”的蜘蛛丝能够散发的热量超过其吸收的热量,可降温10摄氏度至15摄氏度。

去年3月,Bolt Threads 推出首款人工合成蜘蛛丝制成的限量版领带,这也是市面上第一件可购买到的蜘蛛丝服饰产品。

  图为龙丝材料

研究人员称,该项目旨在了解不稳定结构如何影响丝圈的几何特性。未来由坚韧纤维编织而成的复合材料将可用以制造更加安全和轻便,甚至在爆炸时都不会碎片化的飞机引擎。同时,这种材料也可扩展到手术设备、防弹衣、汽车零件等其他应用中。

  报道称,研究人员奥古斯丁·乌尔巴斯博士在新闻稿中称:“了解天然丝将使我们能够制造出多功能纤维,实现无限的可能性。这种超强纤维比众多合成材料和钢材的机械特性都强。未来这些材料可为作战人员的防弹衣和降落伞布料带来舒适感和坚固性。”

此外,Bolt Threads 也吸引了众多合作伙伴:

  美国生物技术公司——克雷格生物技术实验室披露已向美国军方交付了第一批样品。

2016年,素以环保理念闻名的美国户外装备品牌Patagonia与 Bolt Threads 合作研发面料;

  该公司称:“将对这些样品进行评估,以确定其在拦截子弹方面的有效性,以便为我们的作战人员提供一种更轻、更舒适的替代传统防护服的产品。”

去年,Bolt Threads 又与英国设计师品牌Stella McCartney合作研发环保面料。他们合作的首款作品是一件独一无二的金色连衣裙,在纽约现代艺术博物馆展出;

  龙丝是一种转基因蜘蛛丝,它模仿了天然蜘蛛丝的强度和韧性,但可以通过公司特别培育的蚕大量生产。

去年,Bolt Threads 还收购了户外装备提供商 Best Made Company,并在收购完成后与后者合作推出了利用人工合成蜘蛛丝制成的帽子;

  转基因蚕被发展成为传统丝绸生产基础设施的直接替代品,每年生产超过15万吨丝。

联合创始人兼 CEO Dan Widmaier表示:我们现在在面料革新上所取得的成果还很有限,未来将利用这笔资金继续完善我们的研发流程,计划在2018年与更多知名品牌建立合作关系,并推出更多产品。”

  该公司说,由此产生的蜘蛛丝“非常柔韧,更舒适,并为穿戴者提供了更高的机动性和灵活性”。

关于 Baillie Gifford

  克雷格生物技术实验室的首席运营官乔恩·赖斯表示:“经过多年的研究和投入,我们开发了这项突破性技术,现在能看到美国军方运用这项技术,我们非常高兴。”

BaillieGifford是英国最大的独立资产管理公司,成立于1908年,总部位于苏格兰爱丁堡,代表客户实行全球投资项目。截至2017年9月,BaillieGifford管理的资产总额达1731亿英镑。

  他说:“对我个人来说,而且对公司来说,有机会帮助保护那些献身于保卫人民事业中的勇士们是一种莫大的荣誉。”

“人造蜘蛛丝”或将掀起全球纺织业的新革命!

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蜘蛛丝的卓越性能总是让人啧啧称奇:它的抗拉强度可以和钢铁相提并论,却轻得多, 而拉伸性能堪比橡皮筋,它比 Kevlar更加坚韧。如果蜘蛛侠手腕里射出的是真的蜘蛛丝,那么他在《蜘蛛侠 2》中拉住火车的壮举是完全可能实现的。也正因如此,许多科学家都试图制作人造蛛丝。

  图为新材料示意图

新材料市场的大热门

  该公司正准备在越南开设一家生产工厂,以极大地扩大龙丝和许多其他蛛丝产品的生产能力。

据美国网站QUARTZ 报道,在经过了多年的努力、尝试和失败后,有一些公司已经渐渐找到了头绪。其中,在竞争中处于领先位置有两家公司:日本的 Spiber 公司和总部位于加州的 Bolt Threads 公司。Bolt Threads 认为他们已经取得了先机,而人造蜘蛛网只是他们迈出的第一步。

  蜘蛛丝非常结实,理论上可提供比凯夫拉纤维等传统防弹服更轻、更灵活的弹道保护。

Bolt Threads 的首席市场官 Sue Levin 说道:“我们的从蜘蛛身上获取了灵感,制造了蛋白质纤维,而自然界还有着许多其他动物,可以给与我们无限的可能性。”蜘蛛通过在腹部的腺体生成蜘蛛丝,并 使用一种名为“喷丝头”的器官将蛛丝排出体外。有些蜘蛛最多可以喷出7种不同的蛛丝,每种都具有不同的用途和属性。不过由于蜘蛛会互相攻击,吃掉同类,因此无法像蚕丝一样通过养殖大量生产。

  众所周知,蜘蛛丝具有超强的强度、柔韧性和防弹能力,但事实证明,为了生产而饲养大量的蜘蛛是不可能的,因为蜘蛛通常会相互残杀。

Bolt Threads 并没有使用蜘蛛来生产蛛丝。他们的人造蜘蛛丝的主要成分是转基因酵母,水和糖。制作过程和啤酒有点类似, 生丝在发酵过程中被酵母转化成人造蛛丝,就像酿制啤酒时将糖分转化为酒精一样。之后,Bolt Threads 会通过一种类似于制造 Lyocell 的湿法纺丝工艺,将这些原料制作成丝线。Levin 表示,人造蛛丝和天然蜘蛛丝的分子构成基本相同,只有生化专家才能区分出两者之间的细微差别。

  克雷格生物技术实验室表示,转基因蚕较为实用,可生产更多这种材料。

人造蜘蛛丝的应用领域非常广阔,包括汽车零件,医用设备,以及现在备受关注户外装备领域。Bolt Threads 表示他们已经融资500万美元,还和户外装备品牌 Patagonia 达成了合作协议。Patagonia 对他们的科技非常有信心。

  该公司表示已为很多基因蛋白申请了专利,这些蛋白随后会被植入家蚕体内,用于生产防弹衣。(编译/邬眉)

Bolt Threads 和 Patagonia 都没有透露他们日前研发的产品的细节,但是 Patagonia 公司的材料创新总监 Matt Dwyer 表示,这个产品绝对是无与伦比的。他说道:“我认为他们已经掌握了人造蛛丝技术的精髓,这种新的蛛丝绝对能够颠覆人们的认知。”

新一轮纺织革命的起点

Bolt Threads 认为他们的发现,与化工巨头Dupont 1930年发明尼龙一样,会为纺织界带来一场影响深远的革命。尼龙由石油中的化学物质组成,是第一种真正的人造纤维。在尼龙出现之后,很多现在随处可见的人工合成材料才渐渐被运用在衣服中,包括涤纶、莱卡面料和凯夫拉纤维等,这些材料也造就了了现在的日益增长的高性能服装行业。

Levin 对杜邦的产品这样评价道:我们的材料和尼龙的基本构成结构非常相似,只不过我们产品的构成单元是蛋白质,而不是碳氢化合物。”这意味着 Bolt Threads 理论上可以模仿甚至改进自然界里的任意蛋白质纤维,例如羊毛。相比人造纤维,经过数千年演化的自然纤维不但可能更加坚韧,也可能更加舒适。

美国陆军纳提克士兵系统中心是一个为军队研究和开发产品的机构,来自那里的微生物化学专家 Steve Arcidiacono 表示,美国军队不仅密切关注着 Bolt Threads 公司的研究脚步,同时自己也在研究人造蜘蛛网。他表示:“通过基因工程,他们直接制作某种特定性能的纤维。”

他认为,理论上人们可以用蛋白质纤维来替代很多目前广泛使用的合成纤维,例如尼龙等。这对美国军方来说非常有吸引力。尼龙虽然十分坚韧,但是当温度过高时,尼龙并不会燃烧,而是直接融化,这很容易让士兵陷入困境。蛋白质纤维不会出现这样的情况,而且更轻更坚固。

人造蜘蛛丝现在面临的挑战主要包括:如何大量生产,以及研发合适的纺丝流程。Arcidiacono 相信,如果这些公司真的突破了这两大障碍,那么他们的产品不但将应用在目标领域之中,还会很快扩散到其他各个领域。

蛋白质纤维还有一个很大的优点:它们比石油衍生物要更加环保。和尼龙等来自于石油的人造纤维不同,所有蛋白质纤维都是可再生的,可以进行生物降解。Bolt Threads 表示,染色环节是整个生产过程中污染最严重的环节之一,而人造蛛丝在染色过程中用到的有毒化学物质也远少于传统面料生产过程。Levin 说道,他们以后将会提供完全无污染的固有原色丝物,完全跳过染色环节。同时,该公司还在研发新的生产方法,以进一步增加环保程度。

Bolt Threads的大多数竞争者都采用了一种完全不同的方法:使用转基因大肠杆菌来制造蛛丝。Spiber 也是其中之一,不过他们声称,根据所需要的基因序列不同,他们会使用不同的微生物。迄今为止,以自然界已经存在的微生物种类为基础,该公司已经合成了超过 600种原蛋白,但是在氨基酸的合成上还有一些受限之处。

Spiber 已经和 Goldwin 合作推出了一款蜘蛛丝外套,Goldwin 是一家日本运动服饰品牌,还是 The North Face 的日本经销商。这款名为 Moon Parka 的户外冲锋衣,将以 The North Face 的名义,在明年限量出售。尽管定价相比成本已经偏低,但是价格依然十分昂贵。这款外套的传统材料版价格约为 8万日元,有消息源向彭博社透露,人造蜘蛛丝版的定价将会高很多,但是出于人们的消费水平考虑,不会高于 12万日元。

Spiber 公司面临的另一个挑战是如何扩大产量。公司的一位发言人宣称:“我们现在还在实验中,正在努力研究如何大量生产这种产品。” Spiber 公司在不久之后将会有更多的进展公布。

3983金沙官网重量更轻还自备,仿蛛丝结构超韧纤维问世。与此同时,尽管Bolt Threads目前尚未在市场上推出成品,但其蛛丝的产量已经能够达到以千克为单位的水平,并计划在今年晚些时候将生产规模扩大到以吨为单位。在接下来的 12到 18个月中,Bolt Threads 计划推出样品蛛丝,甚至实际的成品。Levin 表示,使用酵母较之使用大肠杆菌,成本更低。他们希望蜘蛛丝的成本可以和高档羊毛或者自然丝绸等高级面料持平。

这是人造蜘蛛丝所面临的最大挑战。只有价廉物美才能吸引更多的消费者。合成纤维可以调整价格,但是市场上还有很多价格更便宜的材料可供选择,而蜘蛛 丝的表现能否配得上它的价格还是一个未知数。Levin 和 Dwyer 都在不断强调,他们不仅仅在考虑蛋白质纤维在明年的潜力,更放眼于它在未来十年的潜力。

丨消息来源:综合官方新闻稿;英文网站 Tech Crunch ;BaillieGifford 官网;《华丽志》历史报道丨图片来源:Bolt Threads 官网

本文内容选自:环球纺机

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