超強人造蠶絲在天津大學誕生
中新網天津11月3日電 (孫玲玲 焦德芳 李晴)記者從(cong) 天津大學獲悉,日前,天津大學生命科學學院林誌教授團隊提出超強人造蠶絲(si) 製備新方法,首次將廉價(jia) 的普通蠶絲(si) 轉換成具有超高強度的人造蠶絲(si) 。相關(guan) 成果已發表在國際著名材料學期刊《物質》。
天然蜘蛛牽引絲(si) 是自然界已知強度最高的天然蛋白纖維,其強度是同質量鋼的五到十倍。然而,由於(yu) 從(cong) 天然蜘蛛中取得大批量蛛絲(si) 十分困難,目前市場上很少出現與(yu) 蛛絲(si) 相關(guan) 的實際產(chan) 品。人類有利用蠶絲(si) 的悠久曆史,但相較於(yu) 蛛絲(si) ,蠶絲(si) 的強度和韌性都遠遠不夠,學界一直致力於(yu) 以蠶絲(si) 為(wei) 出發點製造更堅韌的絲(si) 線,但以往得到的人造絲(si) 線大多性能不佳。
“絲(si) 素蛋白是從(cong) 蠶絲(si) 中提取的天然高分子纖維蛋白,相對於(yu) 降解嚴(yan) 重的蛋白,完整的高分子量絲(si) 素蛋白分子鏈可以提高纖維的強度。”據林誌教授介紹,他帶領團隊使用了十二烷基硫酸鈉和碳酸鈉輔助溶解蠶絲(si) 外部粘層的方法,該方法的蠶繭脫膠率在28%左右,並且得到的再生絲(si) 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(si) 時,研究人員將濃縮的再生絲(si) 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,再經過適當的後處理,得到的纖維直徑與(yu) 蜘蛛牽引絲(si) 類似,但其強度和硬度都顯著優(you) 於(yu) 天然牽引絲(si) 。
據介紹,這種人工蠶絲(si) 纖維的拉伸強度比天然蛛絲(si) 的平均強度要高70%以上,遠遠高於(yu) 所有已知的天然微絲(si) ,成為(wei) 了一種前景廣闊的“超強人造蠶絲(si) ”。“這項成果為(wei) 生產(chan) 高性能人造絲(si) 開辟了一種便捷高效的途徑,為(wei) 大規模生產(chan) 具有高性能的蠶絲(si) 紡織品材料提供了堅實的技術基礎。”林誌表示。(完)
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