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“一發(fā)千鈞” 比蜘蛛絲更強(qiáng)韌的人造蠶絲

2022-11-04 15:57:53來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：人造閱讀量：4212

　　【儀器網(wǎng) 材料化工】自然界很神奇，總存在著一些讓我們匪夷所思的材料，蜘蛛絲便是其中之一。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)度可以達(dá)到同質(zhì)量鋼的5到10倍。甚至從某種程度來(lái)說(shuō)，蜘蛛牽引絲是一種非常理想的編制材料。那么為什么人類(lèi)最終沒(méi)有將蛛絲投入產(chǎn)品化呢？這是因?yàn)橄胍揩@得蛛絲十分困難，會(huì)造成許多不必要的成本浪費(fèi)。事實(shí)上，人們也尋找到了更適合商品化的纖維材料——蠶絲。

　　與蜘蛛絲一樣，蠶絲也是一種天然蛋白纖維，但與蜘蛛絲不同的是，蠶的產(chǎn)絲量十分可觀(guān)，通過(guò)養(yǎng)殖蠶，人們可以獲得大量的天然蠶絲。而這也使得蠶絲很早就被應(yīng)用到生產(chǎn)中，并且發(fā)展出了一套非常完整的紡織文化。

　　但與蜘蛛絲相比，蠶絲顯然有許多不足，這點(diǎn)在強(qiáng)度和韌性上有明顯的體現(xiàn)。也正因?yàn)槿绱耍牧蠈W(xué)一直在試圖尋找或者生產(chǎn)出一種不遜色與蜘蛛絲強(qiáng)度和韌性的材料。但在過(guò)去的測(cè)試中，人造絲線(xiàn)的效果，大多不太理想。

　　不過(guò)最近，這個(gè)問(wèn)題似乎得到了突破。天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林志教授團(tuán)隊(duì)，成功將廉價(jià)的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成具有超高強(qiáng)度的人造蠶絲，這種人造蠶絲平均強(qiáng)度甚至比天然蛛絲還要高出70%。目前該成果已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際材料學(xué)期刊《物質(zhì)》上。

　　據(jù)了解，該人造蠶絲的生產(chǎn)過(guò)程并不算復(fù)雜。首先，使用十二烷基硫酸鈉和碳酸鈉輔助溶解蠶絲外部黏層，以此來(lái)獲得分子量較大的再生絲素蛋白，絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，完整的高分子量絲素蛋白分子鏈可以提高纖維的強(qiáng)度，換言之這樣就盡可能的保住了再生絲素蛋白的機(jī)械性能。

　　然后，在紡絲的過(guò)程中，是將濃縮的再生絲素蛋白通過(guò)微管擠出，并將擠出的蛋白浸泡在含有鋅離子和鐵離子的溶液中，使其能夠迅速凝固成細(xì)長(zhǎng)的纖維。這種得到的纖維后處理完成后，就可以得到強(qiáng)度和硬度比天然蜘蛛絲更強(qiáng)的纖維材料了。

　　這項(xiàng)研究成果為蠶絲紡織品提供了新的可能，更重要的是它為人造絲的研發(fā)及生產(chǎn)提供了新的思路與技術(shù)基礎(chǔ)，或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人造絲編織成的高強(qiáng)度紡織品就會(huì)給我們的生活，帶來(lái)新的改變。

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