楠木軒

知乎日報:蜘蛛俠的絲到底是什麼材料做的?

由 機東林 發佈於 經典

  作為一名五道口材料系中途退學的博士,每次看蜘蛛俠,我都在想,他用來飛檐走壁的絲到底

  是什麼材料做的?

  【蜘蛛俠的絲怎麼來的?】

  首先要搞清楚一件事情,蜘蛛俠的絲到底從哪兒來的?

  根據漫威官方的説法:

  蜘蛛俠的蜘蛛絲是他自己調配的特殊化學配方,壓縮儲存於膠囊當中,可透過手掌的“蛛網發射器”的控制裝置射出蜘蛛絲。大約在一個小時後就會自動分解消失,所以不會造成環境上的困擾。韌性極強,甚至能在短時間內束縛住綠巨人浩克。

  電影方面,2002 年至 2007 年版本為了強調蜘蛛的特性,所以蜘蛛絲改由蜘蛛俠的身體制造,只要擺出特殊的手勢(食指、拇指、小指伸出)即可發射;而在 2012 年的版本中,導演強調要忠於原著,所以還原為以控制器發射。

  對,蜘蛛俠不是蜘蛛!

  蜘蛛的絲是從腹部的腺體生產出來的。在腹部中時以液體的形式存在,而出來後卻變成了固體的絲。

  而蜘蛛俠的絲是從手裏的設備中發射出來的,就是手裏綠色圓圈的這個東西。

  許多蜘蛛俠迷對蜘蛛絲髮射裝置進行了嚴密的考據,結論是應該是這個樣子的:

  請大家別忘了,人家蜘蛛俠發射的絲不只是繩狀的,這個發射裝置發出的絲可以有 3 種形狀:線狀、網狀和黏塊(sticky goo/web sludge)。


  因此,這個裝置中應該不是放着壓縮了的成絲,它應該存儲的是生產蜘蛛俠絲的原材料,蜘蛛俠根據具體情況,決定生產什麼形狀和多長的絲,然後彈射出來。

  【蜘蛛俠每天需要耗費多少絲?】

  大家回憶一下蜘蛛俠在外面飛檐走壁看起來是很拉風,但是很耗材料的好不好?

  儘管為了避免產生環境污染,1 個小時以後會自己分解,但是大概是原料便宜的緣故,蜘蛛俠的絲通常都不重複利用的,絲是蜘蛛俠外出旅行、行俠仗義的主要交通工具,他靠着這絲在數百米的摩天大廈任意飛蕩,在戰鬥時還把它用作武器或者護盾,依情況調整成塊狀體作遠距離打擊、封住對手眼睛、槍口等來封印攻擊,或是用來當成護盾、陷阱等。


  粗略計算下來,一天怎麼也得用至少 1000 米的絲吧!

  而這 1000 米的絲,都來自蜘蛛俠手腕上的小盒子!經過考證,蜘蛛俠有個腰帶,這個腰帶中應該藏着 10 個這樣的小盒子,因此,一個小盒子只需要能產生 100 米絲就可以了。不管怎樣,蜘蛛俠的絲密度必須很小。

  最後,請大家注意,蜘蛛俠的絲強度極其驚人,能夠攔得住失控的火車!

  英國學生曾經計算過:A2_4 Doing Whatever a Spider Can

  4節R160紐約地鐵車廂滿載為984個人,人加車廂總重量大約是200噸。

  當時地鐵的速度大約為24米/秒

  要想讓它在安全距離內停下,大約需要30萬牛頓的力,由此算出絲的拉伸強度必須高於3.12GPa。

  自然界蜘蛛的絲,根據Ultimate tensile strength提供的資料,最大拉伸強度大約是 1GPa,當然,不同蜘蛛的絲的強度不同,據説自然界存在 12GPa 的蜘蛛絲。

  但是,別忘了,蜘蛛俠的絲還能夠困住綠巨人!

  綠巨人是誰?

  綠巨人的技術指標:

  超級強大的力氣、具備超強耐力與體力、驚人的跳躍力、強壯的身體,以及超級的癒合能力。能夠至少產生10萬噸的力。只需五秒,就可以從0加速至時速750公里(甚至以上)。另外,其能力會隨着憤怒的提升而無限提升,所以沒有上限。

  結論:綠巨人是一個力大無窮、可以輕鬆單挑 100 個李元霸的主。可是,蜘蛛俠的絲能把它輕鬆搞定。

  這個,大概自然界的蜘蛛絲就沒辦法,得另外找強度更強的絲。

  綜上所述,蜘蛛俠的絲需要滿足3個條件:

  1:強度極高;

  2:密度低;

  3:原材料成本低;

  【蜘蛛俠的絲到底是啥材料?】

  老蔣查閲了Ultimate tensile strength 終於找到了一個同時符合這 3 個條件的材料。

  它就是:多壁碳納米管 Multiwalled Carbon Nanotube!


  碳納米管的強度的最大拉伸強度能夠達到 63GPa,而鋼鐵只有 0.4-0.8GPa,真正的蜘蛛絲大約是 1GPa,換句話説,它比同體積鋼的強度高 100 倍,是蜘蛛絲的 60 倍,而它的密度只有鋼鐵的 1/6 到 1/7,跟蜘蛛絲差不多。

  這顯示是目前科學界已知的最適合蜘蛛俠的絲的原材料。這麼強的絲,就算老蔣這種吃貨 + 胖子也不怕了!

  嗯,就是它了。老蔣這就回家研究去。

  注:本文所有蜘蛛俠照片均來自網上,蜘蛛俠版權歸漫威所有。