超高强度人造蚕丝问世

　　中化新网讯 11月13日，记者从天津大学了解到，该校生命科学学院林志教授团队开发出制备超强人造蚕丝的新方法，将廉价的普通蚕丝转换成具有超高强度的人造蚕丝。

　　该团队受蜘蛛卵丝的人工纺纱启发，通过一种特殊的化学浴去除了普通蚕丝中的黏性外层，并结合金属离子辅助增强的方法，得到了胜过蛛丝的超强蚕丝纤维。这种人工蚕丝纤维的拉伸强度达到2.0GPa，比天然蛛丝的平均强度要高70%以上。这项成果为生产高性能人造丝开辟了一种便捷高效的途径，为大规模生产具有高性能的蚕丝纺织品材料提供了技术基础。

　　据介绍，天然蜘蛛牵引丝是自然界已知强度最高的天然蛋白纤维，其强度是同质量钢的5~10倍。然而，从天然蜘蛛身上取得大批量蛛丝十分困难，市场上很少出现与蛛丝相关的实际产品。人类有利用蚕丝的悠久历史，但相较于蛛丝，蚕丝的强度和韧性都远远不够，学界一直致力于以蚕丝为出发点制造更坚韧的丝线，但以往得到的人造丝线大多性能不佳。

　　“丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，相对于降解严重的蛋白，完整的高相对分子质量丝素蛋白分子链可以提高纤维的强度。”林志介绍说。他带领团队开发出利用十二烷基硫酸钠和碳酸钠辅助溶解蚕丝外部黏层的方法，使蚕茧的脱胶率达到28%左右，并且得到的再生丝素蛋白相对分子质量仍较大，在一定程度上保障了其机械性能。在人工纺丝过程中，研究人员将浓缩的再生丝素蛋白通过微管像挤牙膏一样挤出。挤出的蛋白在含有锌离子和铁离子的溶液中迅速凝固形成细长的纤维，再经过适当的后处理，得到的纤维直径与蜘蛛牵引丝类似，且其强度和硬度都显著优于天然牵引丝。这种人工蚕丝纤维的拉伸强度比天然蛛丝的平均强度要高70%以上，远高于已知的天然微丝。