科學(xué)家揭開蠶絲秘密人工制造蠶絲成為可能

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
美國科學(xué)家終于揭開了蠶絲的秘密。這一重大發(fā)現(xiàn),有望讓人類人工制造蠶絲。波士頓一所大學(xué)的兩名教授在《自然》雜志上發(fā)表他們的研究結(jié)果。 蠶絲是一種強韌的材料,它廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)衣服、地毯和降落傘。傳統(tǒng)工藝上,絲主要來源于蠶繭。人們不得不小心翼翼地剖開蠶繭以紡出絲來。但是,蠶這種生物沒有專門的吐絲腺體,它是如何將蠶絲蛋白的水溶液轉(zhuǎn)化成絲線的?對于這一點,人們一直不了解。 科學(xué)家從蠶繭中提取出蠶絲,然后將它再次溶于水中。他們發(fā)現(xiàn),隨著水的數(shù)量的變化,蠶絲在水溶液中的結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。他們據(jù)此推測,蠶絲要想成型,取決于在一段時間內(nèi)蠶絲蛋白與水的比例。 蠶絲蛋白水溶液是處于一種親水與非親水的混合狀態(tài)。為了檢測水的比例對蠶絲的影響,科學(xué)家配比了蠶絲蛋白的溶液,在溶液中,所有的蠶絲蛋白全部溶于水中。隨后,科學(xué)家在水中加入了一種化合物,這種化合物可以逐漸地吸收水分。隨著化合物將水分的逐漸吸收,蠶絲蛋白水溶液的親水部分開始結(jié)合,最后形成鏈條。隨著水分繼續(xù)被吸收,蠶絲鏈結(jié)合在一起形成了納米級別的球狀粒子──膠態(tài)離子。這種膠態(tài)離子又結(jié)合在一起形成更大的膠體結(jié)構(gòu)。此時,這種膠體依然是溶于水的,從而避免了過早地形成結(jié)晶。 研究人員發(fā)現(xiàn)通過實驗形成的膠體結(jié)構(gòu)和自然界的膠體結(jié)構(gòu)十分接近。但是讓科學(xué)家一直想不明白的是,這種球狀膠體是如何形成蠶絲的?這也是科學(xué)家下一步研究的方向。 現(xiàn)在科學(xué)家了解到蠶絲是如何形成的了。這種蠶絲蛋白其實是部分結(jié)晶體,其中有許多不能溶于水的纖維絲。這種絲決定了蠶絲軸向。 科學(xué)家在蠶絲的強度與韌度的研究上也花了一番力氣?茖W(xué)家希望解開所有的蠶絲之謎?茖W(xué)家稱,所有的這些秘密的解開需要材料工程與生物工程的支持。
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