本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
幾十年來，蜘蛛絲一直是材料工程師羨慕的物件。它的柔韌性和耐用性的結合即使是最先進的技術也難以匹敵。
麻省理工學院的工程師馬庫斯·布勒在一份準備好的宣告中說：“按重量計算，它比鋼鐵更堅固，比凱夫拉爾纖維更堅韌。”
布勒及其同事的一項新研究於週三線上發表在《自然》雜誌上，該研究首次使用計算機建模來證明絲綢的分子成分和結構如何有助於蜘蛛網設計的驚人強度（《大眾科學》是自然出版集團的一部分）。它解釋了蜘蛛網的圖案如何增強其令人印象深刻的抵抗風、天氣和其他衝擊的能力。
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許多結網蜘蛛主要用兩種絲編織它們的網：牽引絲，它相對僵硬，作為錨定輻條，而更柔韌的粘性絲構成連線螺旋部分。研究團隊的計算機模型基於關於這些物質的分子成分的詳細資訊以及對蜘蛛網結構的真實觀察。“我們可以從能量以及區域性應力和應變的細節方面分析蜘蛛網，”麻省理工學院的研究生、該論文的合著者史蒂文·克蘭福德在一份準備好的宣告中說。這兩種絲之間的相互作用增強了蜘蛛網的耐用性。
由於絲綢的分子構成及其編織成的宏觀圖案，對蜘蛛網的嚴重損壞仍然侷限於一個小區域。區域性絲線斷裂，但整體結構保持完整。蜘蛛只需要修復一小部分——而不是進行大修或完全重做整個蜘蛛網。
這一原理為人類工程師提供了一個極好的模型，他們經常在製造彈性結構時努力權衡利弊。“工程結構的典型設計是為了承受大的載荷並限制損壞——但極端載荷更難考慮，”克蘭福德說。由於蜘蛛網的設計允許區域性斷裂，因此它們可以在同一個優雅的結構中處理這兩種情況：“負載是否僅足以引起破壞，或者高出 100 倍都無關緊要——淨效果是相同的，”他說。“允許犧牲構件失效消除了設計方程中‘極端’載荷的不可預測性。”
研究人員對他們的數字蜘蛛網進行了相當於颶風級風力的測試。他們還能夠改變蜘蛛網的材料，並觀察這如何影響其行為。“我們能夠有效地建立‘合成’蜘蛛網，由類似於更典型的工程材料的虛擬絲綢構成，”克蘭福德說。這些資訊可能有助於科學家設計更堅固、更柔韌的材料。