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我国科学家造出超强人造蚕丝,比天然蛛丝的平均强度高 70% 以上

2022-11-24

IT之家11月21日消息,天津大学正式发文称蚕丝保存方法,该校生命科学学院林智团队提出了一种制备超强人造丝的新方法,首次实现廉价转化将普通蚕丝制成超高强度人造丝。,这种人造丝纤维的抗拉强度比天然蜘蛛丝的平均强度高出70%以上。

IT之家获悉,相关成果以“人工超强蚕丝超越天然蜘蛛丝”为题发表在国际知名材料科学期刊Matter上,DOI:10.1016/j.matt.2022.08.028。

简单来说,他们的灵感来自蜘蛛卵丝的人工纺丝。他们通过特殊的化学浴去除普通蚕丝中的粘性外层,并结合金属离子辅助增强的方法,获得了一种性能优于蜘蛛丝的蚕丝。丝绸的超强力蚕丝纤维。这是人类历史上第一次将廉价的普通蚕丝转化为超高强度和韧性超过天然蜘蛛丝的人造丝。

蚕丝保存方法

IT之家获悉,这种人造丝纤维的拉伸强度达到了 2.0 GPa,比天然蜘蛛丝的平均强度高出 70% 以上,平均杨氏模量高达 43 GPa蚕丝保存方法,远高于天然蜘蛛丝所有现有的丝绸纤维。已知的天然微丝。

蚕丝保存方法

历史上,丝绸在人类社会中得到了广泛的应用。如今,蚕丝材料还被用于生物医学,作为缝合线和手术网状材料。由于其生物相容性、机械性能和生物降解性,它也可用于组织再生实验。

然而,这种材料也有其局限性。例如,谢菲尔德大学的克里斯·霍兰德教授指出:“一旦蚕丝中的蛋白质成分遭到过度破坏,就很难将其重新织成高性能产品。”

蚕丝保存方法

据介绍,研究团队采用了月桂基硫酸钠和碳酸钠的方法来辅助溶解蚕丝外层的粘性层。该方法的茧脱胶率在28%左右,内部蛋白质的分子量还是比较大的(>350 kDa)。在一定程度上保证了其机械性能。

蚕丝保存方法

所得 RSF-SN 纤维表现出极高的拉伸强度 (2054±177 MPa),比脱胶天然丝 (610±84 MPa) 和蜘蛛丝 (1117±275 MPa) 高 200% 和 70%。%以上,其平均杨氏模量为43±6 GPa,明显高于所有已知的天然微丝(

代表性人造丝和天然丝的应力-应变曲线。