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横纹金蛛卵袋丝的力学行为与生物学功能之间的关系被引量：1: 2018年; 采用电子单纤强力仪对横纹金蛛Argiope bruennichi卵袋框丝、卵袋外覆盖层丝被与卵袋内层丝3种不同功能蜘蛛卵袋丝的力学行为进行测试研究,采用电子天平对卵袋丝的生物学功能进行量化,拟探明蜘蛛卵袋丝的力学行为与生物学功能之间的关系。结果表明,与卵袋框丝相比,卵袋内层丝负荷-位移曲线弹性区增加、屈服区小、加强区平缓、延展性好;卵袋框丝具有反复拉伸的特性,力学行为重复性好;卵袋框丝、卵袋内层丝和卵袋外覆盖层丝被的屈服点和断裂点负荷均远大于卵块重量,说明雌蛛在后代的保护方面投入巨大; 3种卵袋丝均满足各自生物学或生态学功能对其断裂点负荷、延展性等力学性能的要求。这对人们进行新型纤维材料的仿生设计具有重要的指导意义。; 蒋平吴丽华廖信军龙婉婉王安萍郭聪; 关键词：横纹金蛛生物学功能

蜘蛛大壶状腺丝的反复拉伸力学行为和性能被引量：1: 2022年; 利用电子万能试验机与激光拉曼光谱仪对蜘蛛大壶状腺丝的反复拉伸力学行为及其拉伸后蛋白二级结构的变化进行测试研究。结果表明,大壶状腺丝具有优良的反复拉伸特性,且越拉越硬,但其屈服强度基本保持不变;前后两组分别定伸长间隔15~25 s和5 min拉过屈服点甚至拉伸至加强区的力学行为曲线均重叠良好;前后两组拉伸长时间(≥23 min)间隔后,只需一次拉伸就能不受拉伸历史的影响重现之前的力学行为,表现出类似橡胶的粘弹性力学行为特征;大壶状腺丝被反复拉伸时无规则卷曲之间的氢键断裂,停止拉伸卸载松弛后间隔时间的延长使部分结构恢复,同时形成β-转角或β-弯曲以及PGⅡβ-折叠的新结构,经多次反复拉伸后原有的β-折叠结构逐渐被破坏,断裂时被全部破坏。本研究结果对人们进行新型功能纤维材料的仿生设计具有重要的指导意义。; 蒋平吴丽华吕太勇JoséPérez-Rigueiro王安萍; 关键词：有机高分子材料蛋白二级结构

三种不同功能蛛丝的超微结构与拉伸力学行为被引量：6: 2011年; 蜘蛛丝是一种具有优良机械性能的天然动物蛋白纤维,是自然界极具应用潜力的生物材料,但它特有的结构和机械性能与其生物学功能密切相关。为此,本文采用扫描电镜和单纤强力仪对两种结圆网蜘蛛的卵袋框丝和内层丝与圆网铆钉丝三种不同功能蛛丝的超微结构、拉伸力学性能以及断裂能在应力应变曲线的弹性区、屈服区和加强区的分配进行了研究,结果表明不同生物学功能的蛛丝表现出不同的力学行为,并呈现一定的机械性能策略,主要表现为:断裂能在应力应变曲线的弹性区、屈服区和加强区的权衡;不同力学性能参数之间的权衡,如伸长和荷载、断裂强度和延展性等参数之间的权衡,以适应不同的功能要求。这对人们进行新型防护材料的仿生设计具有重要指导意义。; 蒋平吕太勇肖永红刘海英刘亮熊超群江丽琴郭聪; 关键词：蜘蛛丝超微结构拉伸力学性能

横纹金蛛捕食经验对其丝纤维力学行为与性能的影响被引量：1: 2014年; 蛛网是蜘蛛的捕食工具,蛛网网丝的结构与性能不仅影响蜘蛛的捕食效率,也关系着蜘蛛的捕食投入。本文利用单纤维电子强力仪研究横纹金蛛(Argiope bruennichi)室内捕食面包虫(Tenebrio molitor)时上前与返回捕食拖丝的力学性能以及捕食经验对圆网半径丝修补前后的力学性能的影响。结果表明,与上前捕食拖丝相比,返回捕食拖丝减小了弹性区的投入,增加了屈服区和加强区的投入,且返回时捕食拖丝更具柔韧性。整体而言,与初始半径丝相比,在未喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝增加了力学性能的投入;而在喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝减少了力学性能的投入。所测试丝样中出现了两种类型的蛛丝力学行为:一种为典型的蛛丝力学行为;另外一种为似黏流性材料的力学行为,其反映的是满足蛛丝耗散猎物或自身下降时动能的另外一种力学性能的策略。本研究表明蜘蛛能根据其捕食经验遵循Cost-Benefit原则对蜘蛛丝的力学性能进行调节,从而调整捕食投入。; 蒋平吴丽华江丽琴肖永红廖信军刘科郭聪; 关键词：横纹金蛛力学性能

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国家自然科学基金(31160420)