超強(qiáng)人造蠶絲：拉伸強(qiáng)度比天然蛛絲高70%以上

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3日，記者從天津大學(xué)獲悉，該校生命科學(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)成果發(fā)表于國際材料學(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5—10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(shí)際產(chǎn)品。人類利用蠶絲的歷史悠久，但相較于蛛絲，蠶絲的強(qiáng)度和韌性遠(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。”林志說。

林志團(tuán)隊(duì)使用十二烷基硫酸鈉和碳酸鈉輔助溶解蠶絲外部黏層，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較大，一定程度上保障了再生絲素蛋白的機(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)長的纖維，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮筇幚恚玫降睦w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。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)高于已知的天然微絲，成為前景廣闊的“超強(qiáng)人造蠶絲”。

“這項(xiàng)成果為生產(chǎn)高性能人造絲開辟了便捷高效的途徑，為大規(guī)模生產(chǎn)高性能的蠶絲紡織品材料奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。”林志表示。

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