無所不能 蜘蛛俠的網究竟是什麼材料？

美國生活科學網站報道，在電影《蜘蛛俠》里，蜘蛛俠的網真是無所不能，它能夠圍困住超級壞蛋，支撐蜘蛛俠自身的重量以方便他在紐約市裡來回擺動，甚至能夠在市中心的街道上懸浮車輛。這些網究竟是由什麼製成的?蜘蛛俠又是如何建造它的?

真正的蜘蛛網是非常牢固的，蜘蛛絲的抗張強度高達1.75吉帕——相當於17500倍的標準大氣壓，或者相當於橫截面上每平方厘米178千克的壓力。抗張強度是指拉伸材料直至斷裂所需要的力。

碳納米管強度更大，它能夠忍受63吉帕(甚至更高)的壓力。然而，根據1986年的「奇蹟宇宙官方手冊」，蜘蛛俠的網是由類似尼龍的材料製成，只能承受0.5吉帕的壓力。那麼，一種特殊材料的強度是否就能解釋《超凡蜘蛛俠2》里蜘蛛俠的網的特性?

「組成蜘蛛俠網的材料只是其中的一方面，」美國陸軍研究辦公室材料科學部門的項目經理、北卡羅來納州立大學材料科學客座教授蘇文·馬薩杜(Suveen Mathaudhu) 這樣說道。馬薩杜是一名鐵杆漫畫迷。「不同長度尺度下網的結構異常重要。」

受到美國東南路易斯安那大學物理學副教授瑞特?阿蘭(Rhett Allain)在科學博客點物理學裡發表的文章《蜘蛛俠網的物理學》的啟發，美國北卡羅萊納州立大學的科學作家馬特?希普曼(Matt Shipman )和馬薩杜研究了蜘蛛網的結構的重要性。馬薩杜表示，研究蜘蛛絲的美國麻省理工學院材料科學家馬庫斯?比埃勒(Markus Buehler)在2011年報告稱，蜘蛛絲里納米纖維的獨特對齊方式和約束結構解釋了這種看似脆弱的材料所具備的的強度、韌性和可延展性。

「想像一下橋樑纜索或者攀岩繩，」 馬薩杜說道。「它們不僅僅是一捆平行的纖維，而是等級排列的纖維集合，纖維之間相互連接的特殊方式導致纖維之間的摩擦和結合，這改善了材料的性能。」

因此很明顯網的結構非常重要。但問題是，蜘蛛俠的網究竟是有什麼製成的?在博客中，阿蘭假設蜘蛛俠的網是由碳納米管製成的。如果事實的確如此，那麼在真實世界裡我們應該很快就能見到類似的事物。「美國西北大學的荷瑞修·埃斯皮諾薩(Horatio Espinosa)教授一直在研究如何利用高能輻射包裹和連接單個碳納米管，從而改善納米管的中心強度、剛性和韌性。」 馬薩杜說道。

簡言之，拋開心中的各種疑慮，安心欣賞漫畫和基於漫畫的英雄電影可能是最好的解決辦法，但不得不承認這些虛構的故事的確激勵了人們提出各種可能性的問題，這當然值得慶祝。至少在蜘蛛俠的問題上，它提醒了人們，結構形式的確會影響功能，這讓那些研究相關項目的科學家們吃驚不已，即使他們並不知道蜘蛛俠的網究竟是由什麼組成。

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