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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(tuán)隊(duì)提出超強(qiáng)人造蠶絲制備新方法，首次將廉價(jià)的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成具有超高強(qiáng)度的人造蠶絲。相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)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(qiáng)度最高的天然蛋白纖維，其強(qiáng)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(chǎng)上很少出現(xiàn)與蛛絲相關(guān)的實(shí)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(qiáng)度和韌性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，學(xué)界一直致力于以蠶絲為出發(fā)點(diǎn)制造更堅(jiān)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(duì)于降解嚴(yán)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(qiáng)度。”據(jù)林志教授介紹，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(jī)械性能。人工紡絲時(shí)，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(xì)長(zhǎng)的纖維，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚?，得到的纖維直徑與蜘蛛牽引絲類似，但其強(qiáng)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(duì)比 天津大學(xué)供圖
據(jù)介紹，這種人工蠶絲纖維的拉伸強(qiáng)度比天然蛛絲的平均強(qiáng)度要高70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所有已知的天然微絲，成為了一種前景廣闊的“超強(qiáng)人造蠶絲”?！斑@項(xiàng)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(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。”林志表示。（記者孫玲玲 焦德芳 李晴）
責(zé)任編輯：鐘勇
