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新型人造蠶絲掃描電鏡照片 天津大學(xué)供圖
中新網(wǎng)天津11月3日電 記者從天津大學(xué)獲悉，日前，天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林志教授團隊提出超強人造蠶絲制備新方法，首次將廉價的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成具有超高強度的人造蠶絲。相關(guān)成果已發(fā)表在國際著名材料學(xué)期刊《物質(zhì)》。
天然蜘蛛牽引絲是自然界已知強度最高的天然蛋白纖維，其強度是同質(zhì)量鋼的五到十倍。然而，由于從天然蜘蛛中取得大批量蛛絲十分困難，目前市場上很少出現(xiàn)與蛛絲相關(guān)的實際產(chǎn)品。人類有利用蠶絲的悠久歷史，但相較于蛛絲，蠶絲的強度和韌性都遠遠不夠，學(xué)界一直致力于以蠶絲為出發(fā)點制造更堅韌的絲線，但以往得到的人造絲線大多性能不佳。
“絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，相對于降解嚴重的蛋白，完整的高分子量絲素蛋白分子鏈可以提高纖維的強度?！睋?jù)林志教授介紹，他帶領(lǐng)團隊使用了十二烷基硫酸鈉和碳酸鈉輔助溶解蠶絲外部粘層的方法，該方法的蠶繭脫膠率在28%左右，并且得到的再生絲素蛋白分子量仍較大，一定程度上保障了其機械性能。人工紡絲時，研究人員將濃縮的再生絲素蛋白通過微管像擠牙膏一樣擠出，擠出的蛋白在含有鋅離子和鐵離子的溶液中迅速凝固形成細長的纖維，再經(jīng)過適當?shù)暮筇幚?，得到的纖維直徑與蜘蛛牽引絲類似，但其強度和硬度都顯著優(yōu)于天然牽引絲。
新型人造蠶絲與天然蠶絲拉伸曲線對比 天津大學(xué)供圖
據(jù)介紹，這種人工蠶絲纖維的拉伸強度比天然蛛絲的平均強度要高70%以上，遠遠高于所有已知的天然微絲，成為了一種前景廣闊的“超強人造蠶絲”?！斑@項成果為生產(chǎn)高性能人造絲開辟了一條便捷高效的途徑，為大規(guī)模生產(chǎn)具有高性能的蠶絲紡織品材料提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)?！绷种颈硎?。（記者孫玲玲 焦德芳 李晴）
責(zé)任編輯：鐘勇
