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IT之家 11 月 21 日消息，天津大學官方發(fā)文稱，該校生命科學學院林志團隊提出了超強人造蠶絲制備新方法，第一次將廉價的普通蠶絲轉(zhuǎn)換成具有超高強度的人造蠶絲，這種人工蠶絲纖維的拉伸強度比天然蛛絲的平均強度要高 70% 以上。

IT之家了解到，相關成果已通過“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浴去除了普通蠶絲中的粘性外層，并結合金屬離子輔助增強的方法，得到了一種性能勝過蛛絲的超強蠶絲纖維。這是人類有史以來第一次將廉價的普通蠶絲轉(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度達到 2.0 GPa，比天然蛛絲的平均強度要高 70 % 以上，并且具備 43 GPa 的高平均楊氏模量，遠遠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用。如今，絲綢材料還可以在生物醫(yī)學中用作縫合線和手術網(wǎng)的材料。由于其生物相容性、機械性能和生物降解性，它還可用于組織再生實驗。

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 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。”

據(jù)介紹，研究團隊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械性能。

最終得到的 RSF-SN 纖維展現(xiàn)出了極高的抗拉伸強度（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）。

代表性人造絲和天然絲的應力-應變曲線。

標簽： 拉伸強度 機械性能