此效應(yīng)對(duì)于只能吸收高能量光子，卻無(wú)法吸收低能量光子的材料（比如蜘蛛絲）來(lái)說(shuō)十分重要。因?yàn)樗梢詫?dǎo)致正常情況下會(huì)穿透材料的光可以有效地被材料吸收，讓材料分子躍遷至高能級(jí)狀態(tài)。在高能級(jí)狀態(tài)下，分子就可以出現(xiàn)熒光，化學(xué)鍵斷裂重組，或者持續(xù)吸收能量至融化等變化。

在蜘蛛絲上，研究人員使用了“飛秒激光”（即 10-15 秒長(zhǎng)度的激光照射），利用多光子吸收效應(yīng)把能量集中引導(dǎo)到一個(gè)指定的部位。他們之所以選擇飛秒，而不是更常見(jiàn)的“長(zhǎng)皮秒”（10-12 秒），是因?yàn)樵陲w秒激光的照射下，能量可以只存儲(chǔ)于蜘蛛絲上的目標(biāo)部位，而不會(huì)擴(kuò)散到其他部位而造成損傷。

在使用飛秒激光進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，研究人員們發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)波長(zhǎng)，可以讓蜘蛛絲實(shí)現(xiàn)雙倍，三倍，甚至四倍單個(gè)光子能量的多光子吸收效應(yīng)。其中，每平方厘米 80GW（千兆瓦）的功率是基線，任何低于這個(gè)功率的激光都無(wú)法產(chǎn)生任何效果。而每平方厘米300GW則是上線，在這個(gè)功率及以上，激光只會(huì)把蜘蛛絲切斷。當(dāng)然，這個(gè)功率的激光可以用于精準(zhǔn)的將蜘蛛絲切割到各種長(zhǎng)度。

至于處于這兩條線之間的激光，其功率則可以成功的讓蜘蛛絲半融化，體積稍微擴(kuò)大一圈；在照射偏離中心的位置時(shí)，還能讓蜘蛛絲進(jìn)行彎曲。通過(guò)對(duì)照射時(shí)間的控制，研究人員們可以精準(zhǔn)控制彎曲的具體度數(shù)。目前，他們已經(jīng)用蜘蛛絲成功做出了螺線管、彈簧、以及復(fù)雜的結(jié)扣。

圖 | 激光照射過(guò)的兩種蜘蛛絲結(jié)構(gòu)

更厲害的是控制蜘蛛絲的融化。當(dāng)蜘蛛絲在其他材料上融化并凝固后，這相當(dāng)于把它“焊接”到了那個(gè)材料上。通過(guò)這種手段，研究人員成功的把蜘蛛絲焊接到了金屬、玻璃、甚至凱夫拉纖維（美國(guó)杜邦公司研制的一種芳綸纖維材料產(chǎn)品的品牌名，可用于防火）上。壓力測(cè)試顯示，這種焊接的強(qiáng)度十分接近于蜘蛛絲本身的強(qiáng)度。研究人員們給一面小鏡子的四角焊上了蜘蛛絲，然后把蜘蛛絲焊在一個(gè)方框上，僅用這四根蜘蛛絲就把鏡子懸掛了起來(lái)。

精準(zhǔn)控制蜘蛛絲的技術(shù)用途十分廣泛。研究人員們表示，該技術(shù)能適用于多種生物材料，比如貝殼、外骨骼、以及毛發(fā)這些容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的材料。而這，則是人們接下來(lái)的研究課題了。不過(guò)，我們不能忽略蜘蛛絲商業(yè)化最基本的問(wèn)題：量產(chǎn)。我們至今還無(wú)法大量生產(chǎn)蜘蛛絲。