生物材料的導熱性能一向乏善可陳,對於微細、不起眼的蜘蛛絲更不會多作聯想,然而,美國Iowa大學的一群「蜘蛛人」卻在溫室養蜘蛛、讓它們織網,然後測試蜘蛛絲的導熱係數,並計劃將蜘蛛絲應用在電子產品的軟性散熱元件上。
堅韌、有彈性的蜘蛛絲很細,僅4微米寬(人髮約60微米寬),可將蜘蛛網牢牢定位,而Iowa研究團隊近日在Advanced Material雜誌發表的測試報告中,令人驚訝的是蜘蛛絲的導熱率高達416 W/mK,勝過銅的401 W/mK,以及矽、鋁、鐵等許多優良的導熱金屬。再與其他有機材料比較,其導熱率高於蠶絲1000倍、高於有機組織(如皮膚)800倍,也就是說,蜘蛛絲的導熱率僅次於銀及鑽石,這結果著實讓研究人員對生物材料的低導熱係數完全改觀。
進一步細細研究蜘蛛絲的導熱特質從何而來?其來自於完美無缺的分子組成結構,包括含有奈米晶且以彈簧形結構連接的蛋白質。最特別的是,大多數的導熱材料在拉伸之後都會失去導熱性,而蜘蛛絲在拉伸時,熱導率隨之提升,拉伸到20%的極限時,熱導率也提高20%。因此蜘蛛絲的散熱應用更為廣泛,例如製成夏天不悶熱的衣物或不蓄熱的醫療繃帶等各種生活用品。
資料來源:
1. http://www.news.iastate.edu/news/2012/mar/spidersilk
2. http://www.redorbit.com/news/science/1112487468/the-amazing-properties-of-spider-silk/