紫外线照射对蜘蛛丝力学性能的影响

摘要： 蜘蛛丝兼具的高抗拉强度与延展性被认为是其材料韧性的关键因素。因此，利用蜘蛛丝开发医用缝合线、植入物等生物医学产品备受关注。多年来，学界还通过紫外线辐照等方式持续研究提升蜘蛛丝力学性能以实现更广泛应用。然而，紫外线改善蜘蛛丝力学性能的局限性尚未明确。本研究分析了短时紫外线辐照下蜘蛛丝的力学特性：将蜘蛛丝样品分别进行10、20、30分钟（波长254纳米即UVC波段）的紫外辐照后进行拉伸至断裂测试，测定其强度（最大应力）、延展性（断裂应变）和韧性（断裂应变能密度）。未辐照对照组同样接受拉伸测试作为基准。单因素方差分析显示，随着辐照时间延长，这些力学参数均显著下降（p<0.05），其中强度衰减最快而延展性衰减最慢。总体变化与处理后丝表面形貌改变及肽链间键断裂的观测结果相符。这项简明而系统的研究揭示了蜘蛛丝力学性能对紫外线辐照时长的依赖规律。