科学家发现了生产比天然丝更硬的丝纤维的技术

在试图结合形成天然丝纤维的复杂分子混合物时，大自然总是走在人类工程学的前面。尽管做出了最好的尝试来生产这种材料，但人造纤维的强度无法与天然纤维相媲美。

然而，研究人员从蚕丝开始，用化学方法分解它，然后重新组装它，结果发现一种刚度是天然丝两倍多的材料可以被生产出来，并形成复杂的结构(如格子和网)。

研究人员称，这种新材料被称为再生丝纤维(RSF)，可以用于不同的生物医学和商业环境。这项研究的结果已经发表在自然通讯麦卡菲工程教授马库斯·布勒（Markus Buehler）、博士后凌圣洁（Shengjie Ling）、研究科学家赵琴（Zhao Qin）和塔夫茨大学其他三名研究人员撰写的论文中发表了该杂志。

由蜘蛛制成的某些类型的丝被认为是地球上最坚硬的材料之一。然而，与蚕相比，饲养蜘蛛以产生可用数量的纤维几乎是不可能的。相反，包括布勒和他的同事在内的几欧洲杯足球竞彩位科学家已经努力制造出完全合成的丝。然而，与蚕相比，饲养蜘蛛几乎是不可能的ts在生产强度和天然纤维相当的纤维时不起作用。

相比之下，研究人员制定了一项技术，以获得由蚕制成的天然丝的最佳品质，同时对其进行处理，使其变得更坚固，并为使用天然丝无法合成的各种创新形状和结构铺平道路。

据研究人员称，线索是分解天然丝，但仅限于一定程度。换句话说，蚕所结的茧只有在包括微纤维在内的中间形态形成之前才会溶解，而还没有到物质的分子结构被分解的程度。微纤维是丝状的，微小的集合，保存着某些重要的等级结构，而这些结构正是丝的力量来源。

比勒是土木与环境工程系的负责人，他把回收材料比作一块砖一块砖地砸碎房子。欧洲杯足球竞彩与把房子推倒成一堆瓦砾不同，每一块砖都被小心地分开，用来建造一个新的结构。比勒说"大自然更善于制造微观结构正如他之前的一些研究所显示的那样，这使得丝绸具有明显的弹性和僵硬。”在这种情况下，我们利用了大自然提供的优势.”

凌解释说,尽管丝线和织物是非常昂贵的,材料的成本主要是由于劳动密集型技术把线程从茧和编织它,但不是由于原蚕的生产和他们的茧,这真的很便宜。他进一步指出，如果批量采购，未加工蚕茧的成本大约为每公斤5美元(1公斤= 2.2磅)。

研究小组发现，当蚕丝被分解，然后通过一个微小的开口挤压时，他们能够合成一种硬度是传统蚕丝两倍的纤维，接近蜘蛛拖丝的硬度。这项技术可以为一系列潜在的新应用铺平道路。由于蚕丝具有天然的生物相容性，不会在人体内产生任何不良反应，因此这种新材料非常适合用于医用缝合线，或者用作新皮肤或其他生物材料再生的支架。欧洲杯足球竞彩

这项技术还使科学家能够塑造这种材料，使其不会被天然丝复制。例如，它可以形成管状、线圈、网孔、薄片、厚度大于天然丝的纤维以及其他形式。“我们对[蚕]做的东西不满意”布勒说。“我们想自己制作新材料欧洲杯足球竞彩.”

据秦说，这种形式可以通过在一种为丝绸溶液量身定制的3d打印系统中采用重构材料来开发。此外，创新方法的一个好处是，它可以通过采用传统的制造技术来实现;因此，用它来生产商业数量将是简单的。纤维的特殊特性，如它的韧性和刚度，可以根据要求进行调节，只需改变挤出过程的速度。

研究还发现，重组纤维对不同的湿度水平也有很强的反应性，可以通过涂覆一层薄薄的另一种材料（如碳纳米管）使其导电。这可使光纤用于不同的传感装置中，其中涂覆有网状物或这些光纤层的表面可对指尖或环境条件的变化作出反应。

据比勒说，一个有前景的应用可能是用这些纤维织成床单。这种床单可用于护理设施，通过监测压力，如果患者长时间躺在相同的位置，压力集中在人体的特定区域，自动向护理人员发出警告，以帮助预防褥疮。他说，这类应用可以很容易地实现，因为在生产适合这类应用的材料时存在实时困难。

这是一项巧妙的研究，它充分融合了科学的跨学科优势麻省理工学院和塔夫茨大学实验室T该技术有潜力为新型纺织材料和功能复合材料打下基础，这些材料可用于新一代纺织品和生物传感器等一系列用途。欧洲杯足球竞彩

Anthony Weiss，澳大利亚悉尼大学生物化学和分子生物技术教授

博士后李春梅和黄文文以及塔夫茨大学生物医学工程教授兼主席大卫·卡普兰都是该团队的一员。国家卫生研究院和国防部支持这项研究。