蜘蛛丝是一种天然生物蛋白纤维材料,具有卓越的力学性能。由于天然蛛丝的大量获取存在很大困难,自上世纪以来,研究人员一直致力于模仿蜘蛛天然纺丝过程来生产人造蜘蛛丝。然而由于蜘蛛腺体环境的复杂性以及蛛丝纤维的复杂层次结构,如何理解并模仿蜘蛛纺丝过程,实现仿生人工纺丝仍颇具挑战性。
威尼斯人-澳门威尼斯人 杨朝晖教授与张晓华教授,以及山东大学李逸坦博士合作,开发了一种基于再生蜘蛛丝蛋白有机溶液的新型干法纺丝技术,采用可人工养殖的我国海南敬钊缨毛蛛的天然蛛丝,通过有机金属盐调控有机蛛丝蛋白纺丝液的流体特性,克服了传统蛛丝蛋白有机纺丝液高蒸发速率和低粘度之间的矛盾,通过自制干法纺丝装置连续干纺出数米长,数百微米宽、数微米厚的再生蛛丝纤维,系统研究了不同纺丝条件对初纺纤维力学性能的影响,以及再生蛛丝纤维蛋白二级结构的组成特性。本方法不但满足了天然蜘蛛纺丝液的高粘度、粘弹性模量交叉以及剪切稀化等重要流变学特性,而且不需要模拟蜘蛛腺体内复杂的环境,如临界pH值、离子强度以及高蛋白浓度等,为实现方便与低成本制备人造再生蛛丝提供了新的研究思路。
相关结果以“ Dry-Spinning of Artificial Spider Silk Ribbons From Regenerated Natural Spidroin in an Organic Medium” 为题发表在《 Macromolecular Rapid Communications》杂志。
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