人造蜘蛛丝在家具中的应用

唐婕 陈宁馨 李克忠

【摘 要】基于时代不断发展的背景下，环保观念日益得到重视，消费者也更加关注家具的原材料是否真正环保。人造蜘蛛丝作为一种高强度的人造材料，具有韧性较强，弹性较好、舒适性高等独特之处，其抗拉強度与钢铁相匹敌，还能够生物降解，是一款名副其实的环保材料。本文就实木家具、软体家具等方面探讨了人造蜘蛛丝材料应用，并对其目前弊端与未来发展进行了论述。

【关键词】人造蜘蛛丝材料;实木家具;软体家具;应用

1.人造蜘蛛丝材料概述：

人造蜘蛛丝是由基因工程技术得到的，为了得到指定的蛛丝蛋白，研究工作者将大肠杆菌溶解于液体介质中，然后用特别的方法制成蛛丝蛋白[1]。具有弹性较大、舒适性好、透气性强、不易拉扯折断等独特之处。这项基因工程的实质是通过改良蜘蛛的遗传基因从而得到品质极佳的纤维材料。转基因生物是在生态自然条件下生长，它们的生产过程完全没有融入化学元素，所以生态环境不会被污染，是一种“绿色环保”的新型关键技术。非常切合当代社会可持续发展的需求，对生态和环境都十分有利[2]。蜘蛛所制造出来的丝中具有极强的韧性和刚性，普通钢材的五倍之和正是一根蜘蛛丝的抗拉强度。其材料的弹性也会比人造纤维要强。比如，蜘蛛丝大概可拉伸至原来长度的十倍，而尼龙大概拉升到到原来长度的20%就会折断。其优势还在于尼龙是从石油中提取出来，具有不可再生性，使用之后只可回收不可生物降解。而人造蜘蛛丝的主要构造材料都是蛋白质，它们比石油为原材料所制造出来的产品更有持续性，这些纤维的中的成分都是可持续可再生的。还可以降低工业产品的制造成本，符合现代的科学发展观，对环境起到了保护作用。可应用于家具、服装、纺织、军事、等众多行业。

目前我国石油资源日趋匮乏，品质下降，人造蜘蛛丝材料发展与应用为减少石油资源消耗，缓解我国资源，能源的消耗提供了一条有效的途径。缓解我国家具、纺织、鞋类等行业中原材料短缺、生产制造污染等问题提供了较大的可能性。有利于国家资源能源的节约，无论是对环境还是社会都具有极佳现实效益。

2.人造蜘蛛丝材料在家具中的应用

在生活中，人们使用最多的物品便是家具，所以家具有着极其重要的地位，能够维持人类的正常生活。基于人造蜘蛛丝材料优异性，基于人造蜘蛛丝有着优异的性能，所以在家具中有着巨大的发展空间。在软体家具和实木家具中都可以应用人造蜘蛛丝。为达到适用于家具材料的性能要求，人造蜘蛛丝材料研究过程中主要关注的问题在于其表面性能、耐磨性、舒适度等多方面性能的改善。家具作为人们生活中使用最多的物件之一，因而还要求人造蜘蛛丝材料具备环保性能，无毒无害。许多研究人员利用动植物发酵的方法来获取蛛丝蛋白，其获取过程是不需要化学加工。最后使用中的细丝线，就是将蛋白质从微孔中挤出而获得的。其成型过程也是无毒绿色产品。最终使用丢弃可以做到100%生物降解。从家具的全部生命周期进行解读，在概念形成阶段、原料的生产制造阶段、使用过程阶段乃至最后的废弃回收阶段都是绿色无污染。满足了人们在环保层面的需求。

人造蜘蛛丝可利用转基因技术让普通蚕突出荧光丝，在色彩，质地，触感等各方面满足了用户个性化的需求，可定制生产，从而拓展了这种材料在家具中的应用范围，从而获得更多的市场价值。

2.1在软体家具中的应用

把织物、海绵当做最主要填充物的柔软形家具便是软体家具。比如沙发、床等家具[3]。目前软体家具的覆面材料可以分成皮类，布类，皮布结合三种。布艺材料的缺点是不易清洁，易积灰，难以更换材料。皮类家具的缺点是容易褪色，不能进行暴晒，还有使用长时间后易出现开裂等问题。人造蜘蛛丝材料，是一种耐磨、轻便、抗皱和不含石油，以蛋白质为原料的环保型材料，具有众多的优势。人造蜘蛛丝的加工工程是用蜘蛛的基因来改造酵母菌，用蔗糖、水、盐等原材料来培养，从而取得所需的蛋白质，其加工过程十分绿色环保，最后利用相关工艺来取得纤维材料。得到的材料强度、柔韧性、舒适度、防水性、松软度、耐磨度都非常优异。最终使用丢弃可以做到100%可被降解。使用人造蜘蛛丝材料作为软装覆面材料，不仅可以提高沙发柔软度，透气程度，令使用者更加舒适，还可以提高耐磨程度，使沙发易于保养和维修。

2.2在实木家具中的应用

人造蜘蛛丝材料在家具中的发展已是大势所趋，而在实木家具中的应用还急需突破。用实木为主要的基材制作建造而成的家具便是实木家具[4]。实木家具最大的不足之处在于容易开裂和变形。无论是使用过程中的维护还是破损之后的修复难度都十分巨大。因为实木这种材料具有热胀冷缩的物理特性，所以无论是放置在过于干燥和过于湿润的地区都不合适。

最新研究，芬兰的科研工作者发明制造了一种新型的环保材料，是利用木质纤维和蜘蛛丝成分组合而成，具有十分优异的性能，比如强度、韧性、弹性、刚度都极好[5]。蜘蛛丝可以做到100%生物降解，而木质纤维也可以生物降解，其材料十分环保。这种新型材料可以与实木、金属相结合，创造出更新颖的实木家具产品。这种材料具有普通实木不具备的高柔韧性等特点，因此，可以用来制造各种异型家具和复杂的产品零部件，例如线性家具（图1）。

基于这种材料的特性，设计师可以天马行空肆意想象，家具展览会上也会拥有更多生动的家具产品。为了获取更多的经济效益，还可以根据购买者的要求实现特殊化定制。这种新型的生物基材是木质纤维与蜘蛛丝的结合，其原材料是绿色环保产品。所以也可用来生产各种形状的儿童家具（图2）。

2.3其他领域的应用

目前人造蜘蛛丝已经在服装产业中被应用。常见的服装材料多以棉布、麻布、丝绸、呢绒为主，服装作为人们生活的必需品，会被经常使用更换。这些传统的材料大多抗皱性差，舒适度不够，丢弃后又难以降解。而人造蜘蛛丝这种新型的环保材料，它的原材料以蛋白质为主。使用在服装中具有抗皱性强，弹性较好，透气性强，耐磨损等特点，并且丢弃后也能顾做到100%生物降解。

基于人造蜘蛛丝具有超高的强度和超轻的质量，所以人造蜘蛛丝有望用在军事中来制造头盔和防弹衣，不仅可以发挥保护作用还可以提升作战速度[6]。据调查研究发现蜘蛛丝还能使普通的电子显微镜分辨率提高原倍数的2倍以上，未来有望发现更多未知的生物。

3.结语

从新时代的资源节约和环境保护的角度进行评价，人造蜘蛛丝这种新型的环保材料的将会引领时尚成为整个家具行业的主流。人造蜘蛛丝材料具有弹性较好，透气性强，耐磨损的特点。满足软体家具和实木家具的各种使用需求，未来有望代替传统材料应用在家具中。但人造蜘蛛丝的批量生产还存在许多不足之处，比如无法进行大批量生产，未来的发展还有很大的空间，任重而道远。

参考文献：

[1].芬兰：木质纤维和蛛丝合成材料可替代塑料[J].塑料工业，2019，47（11）：40.

[2].软体家具的过去，现在与未来[J].环球聚氨酯，2016（05）：60-71.

[3].巴西利用基因工程制成人造蜘蛛丝[J].生物学教学，2015，40（02）：75.

[4]袁小红.蜘蛛丝的研究进展及应用[J].北京纺织，2005（05）：30-32.

[5]薛涛，孟家光.转基因技术与人造蜘蛛丝[J].四川纺织科技，2004（01）：33-35.

[6]胡景初.实木家具可持续发展的战略探讨[J].林产工业，2003（05）：9-13.

作者简介：

唐婕（1997.3.9），女，汉族，湖南怀化人，中南林业科技大学家具与艺术设计学院，19级在读研究生，硕士学位，专业：工业设计工程，研究方向：家居饰品设计与制造。