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中国科学家研发超强人造蚕丝,性能远超天然材料

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@小白创作中心

中国科学家研发超强人造蚕丝,性能远超天然材料

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1.
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1819018600778886990
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https://cib.cas.cn/xwdt/kjqy/202408/t20240807_7247728.html
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https://new.qq.com/rain/a/20241109A06GYC00
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http://muchong.com/t-16220235-1

近日,中国科学家在人造蚕丝领域取得重大突破,成功研发出强度远超天然蚕丝的新型材料。这一创新不仅展示了科技与自然的和谐结合,更为高性能材料的研发开辟了新道路。

01

从家蚕到“超级蚕”

天然蛛丝因其高强度和高韧性被誉为“生物钢材”,但蜘蛛的攻击性使其难以大规模养殖。相比之下,家蚕作为群居动物,一只蚕一生可吐出1000-1500米长的蚕丝,且通过基因编辑技术可以实现对蚕丝性能的改造。

天津大学生命科学学院林志教授团队提出了一种超强人造蚕丝的制备新方法。他们首先使用十二烷基硫酸钠和碳酸钠辅助溶解蚕丝外部粘层,脱胶率控制在28%左右。然后,将浓缩的再生丝素蛋白通过微管挤出,在含有锌离子和铁离子的溶液中凝固形成纤维。经过适当后处理,得到的纤维直径与蜘蛛牵引丝类似,但强度和硬度都显著优于天然牵引丝。

02

性能突破:超越天然极限

实验结果显示,这种由家蚕“吐出”的仿生蛛丝纤维在拉伸强度和韧性方面均达到了卓越水平。尤其是韧性,其性能是凯夫拉纤维的6倍,意味着它能承受更大的形变而不破裂。这种超级蚕丝材料的生产过程环保且可持续,无污染且无有害物质排放。

03

应用前景:从防弹衣到人造皮肤

这种新型人造蚕丝具有广阔的应用前景。在防护装备领域,其高强度和韧性使其成为制造防弹衣、盔甲等高端防护装备的理想材料。在医疗领域,研究人员正在开发基于这种材料的伤口敷料和人造皮肤,未来还有望应用于人工骨和人造血管的制造。

此外,这种材料在纺织行业也具有巨大潜力。由于其优异的机械性能和生物相容性,可以开发出更多高性能的纺织品,为人们的生活带来更多便利。

这一突破性进展不仅展示了中国在材料科学领域的创新能力,也预示着一个高性能、环保且可持续的新型材料时代即将到来。随着技术的不断进步,我们有理由相信,这种超级蚕丝材料将在更多领域发挥重要作用,为人类生活带来革命性的变化。

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