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天天視訊！我國科學(xué)家造出超強(qiáng)人造蠶絲，比天然蛛絲的平均強(qiáng)度高 70% 以上

來源：IT果微網(wǎng) ? 2022-11-21 09:52:48


(相關(guān)資料圖)

天津大學(xué)官方發(fā)文稱，該校生命科學(xué)學(xué)院林志團(tuán)隊(duì)提出了超強(qiáng)人造蠶絲制備新方法，第一次將廉價(jià)的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成具有超高強(qiáng)度的人造蠶絲，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。

IT之家了解到，相關(guān)成果已通過“Arti?cial superstrong silkworm silk surpasses natural spider silks”為題發(fā)表在國際著名材料學(xué)期刊《物質(zhì)》上，DOI: 10.1016/j.matt.2022.08.028。

簡單來說，他們受蜘蛛卵絲的人工紡紗啟發(fā)，他們通過一種特殊的化學(xué)浴去除了普通蠶絲中的粘性外層，并結(jié)合金屬離子輔助增強(qiáng)的方法，得到了一種性能勝過蛛絲的超強(qiáng)蠶絲纖維。這是人類有史以來第一次將廉價(jià)的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成性能超越超過天然蜘蛛絲的具有超高強(qiáng)韌性的人工蠶絲。

IT之家了解到，這種人工蠶絲纖維的拉伸強(qiáng)度達(dá)到 2.0 GPa，比天然蛛絲的平均強(qiáng)度要高 70 % 以上，并且具備 43 GPa 的高平均楊氏模量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所有已知的天然微絲。

從歷史上看，蠶絲在人類社會中被廣泛運(yùn)用。如今，絲綢材料還可以在生物醫(yī)學(xué)中用作縫合線和手術(shù)網(wǎng)的材料。由于其生物相容性、機(jī)械性能和生物降解性，它還可用于組織再生實(shí)驗(yàn)。

不過這種材料也同樣有著它的局限性，例如英國謝菲爾德大學(xué) Chris Holland 教授就指出：“蠶絲中的蛋白質(zhì)成分一旦受到太大的破壞，那就很難將再其重新紡織成高性能的產(chǎn)品?！?/p>

據(jù)介紹，研究團(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約為 28%，并且內(nèi)部蛋白分子量仍較大（> 350 kDa），一定程度上保障了其機(jī)械性能。

最終得到的 RSF-SN 纖維展現(xiàn)出了極高的抗拉伸強(qiáng)度（2054±177 MPa），比脫膠的天然蠶絲（610±84 MPa）和蛛絲（1117±275 MPa）高出 200 % 和 70 % 以上，并且其平均楊氏模量為 43±6 GPa，顯著高于所以已知的天然微絲（<20 GPa）。

標(biāo)簽： 拉伸強(qiáng)度 楊氏模量 機(jī)械性能

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