科学家们造出最强人造蜘蛛丝
(图示为蜘蛛丝的断裂口表面。图片来源:P. Jiang et al. 'Scientific Reports', 4, 7326 (2014))
该技术学习了两个世纪前Murcia地区的hijuela生产过程,hijuela是一种来自蚕丝蛹的很强韧的丝,来自马德里理工大学生物医学技术中心的研究人员们发现了一个方法成功的制造出迄今为止最强韧的蜘蛛丝纤维。这种新的纤维名称叫hijuela de araña(蜘蛛的hijuela),其直径显著大于天然纤维,可以大大提高其所能承受的载荷。蜘蛛丝的这种有趣的机械性能及其生物相容性的特点,使这种新材料合适于应用在再生医学上。
贯穿整个19世纪,Murcia地区都以制造hijuela的专长而闻名。传统的生产过程包括,使用一种酸性液态介质,通常是水和醋的混合液体,来解构丝腺,提取其中蚕虫制造出来的蛋白质。这种hijuela非常强韧,曾经被用来钓鱼和缝合。
现在,来自马德里理工大学的高等结构材料与纳米材料的研究人员们,他们使用这种技术来制造出最强韧的蜘蛛丝纤维,他们将其命名为蜘蛛的hijuela。
这项研究近期发布在杂志《Scientific Reports》上。研究人员从南非和马达加斯加当地一种叫Nephila inaurata的蜘蛛上提取丝腺。通过在酸性介质中解构这些丝腺,研究人员可以获得直径比自然纤维大得多的纤维,他们同事还优化了条件来使纤维的强度最大化。
这项工作是研究获取可用于生物医药应用的基于丝的生物材料的一部分。生物丝确实是有着非凡机械性能、强度和可变形性的生物材料。另外,通过使用已有的生物技术,大体上有可能去获取性能得到改进的人造丝,例如应用于再生受损组织支架的便于细胞贴附的性能。
对这种蜘蛛的hijuela的研究使得研究人员们得到更多如何获取这些材料的信息。另外,这种材料的截面很大,意味着其可以承载比天然丝纤维更大的载荷。这个性质或许暗示在一些生物医学应用中,天然丝可能会被替代,例如组织工程中的生物材料。
新材料在线编译整理——翻译:Gary
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