延展性

蜘蛛絲（Spider Silk）
臺北市立第一女子高級中學二年級黃詩婷/臺北市立第一女子高級中學化學科江慧玉老師

蜘蛛絲的特性——強韌、輕盈、高延展性

蜘蛛絲的種類有數種，蜘蛛在結網時會按照用途使用性質不同的絲，其中又以「曳引絲」最為強韌。以拉伸強度（逐漸用力拉伸，斷裂瞬間的施力大小）來說，曳引絲為高抗拉鋼（high-tensile steel，鐵的合金）之數倍。就比強度（specific strength，抗拉強度與密度之比）而言，曳引絲大於碳纖維，亦即蜘蛛絲能以較輕的重量達到與碳纖維相當的強度。在延展性（ductility）方面，曳引絲雖然在蜘蛛絲當中屬於較不容易延伸的，其延展程度也有30％，超過尼龍。由於蜘蛛絲兼具強韌與延展性佳的特性，所以吸收撞擊的能力很高。

蜘蛛絲的結構

一般而言，形成纖維的分子越長，由於常分子彼此相互接合的部份增加，分子間作用力增強，纖維的強度也就越大。蛛絲的高強度便基於此，另外也和其組成有關。蛛絲是由一種稱為「絲蛋白」（fibroin）的蛋白質組成，在一個絲蛋白分子中有二種性質不同的組成結構：胺基酸序列非常規律的部份，以及胺基酸規則性紊亂的部份。在胺基酸序列規律的地方，分子間會彼此緊密結合形成晶體，這就是蛛絲強韌的原因。蜘蛛在吐絲時會將絲拉長，使絲蛋白分子的方向一致，分子間接觸良好，容易形成晶體部份，蛛絲也就更加強韌了。胺基酸序列紊亂處則會互相糾纏，蛛絲具有良好的延展性，就是因為該部份伸縮的緣故。