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让古老的蚕丝业焕发青春——牛津人的创新型智能长丝

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中国纺织品网   tex.org.cn   日期:2013-11-11

  英国牛津大学的研究人员近期向世人展示了一种可能性,即控制性将数百米的蚕丝卷绕起来,并且他们向业界提供了一种暗示,即大规模的缠绕蚕丝用于工业生产已成为可能。为此,牛津大学动物系的专家组成了一个蚕丝研究小组,专门研究如何给桑蚕注射一种天然试剂,然后使其麻痹吐丝,形成自然的单根数百米的长丝。具体做法是利用桑蚕的天然防护能力,给蚕机械性套上自然的防护盔甲,限制其移动,致使其将丝吐出,自动缠绕。

  牛津蚕丝研究组从研究蚕丝的生物特性开始,其目的是解开蚕丝进化之谜、生态之谜和神奇的物理化学特性,他们还研究了蚕丝生产过程中的新陈代谢和生态成本及商业价值。

  他们常常拿蛛丝、鳞翅类和节肢昆虫吐丝作比较。虽然这些动物与桑蚕具有很多异同,但却拥有许多共性。

  首先,都属于生物高聚物类,都拥有机械属性,都是可持续性环保发展动物,都是符合环境水溶性蛋白,不仅如此,桑蚕的生物感应性很强,是医药的优良材料。许多蚕丝种类还有重量轻的特性,排放物可融入泥土,并且蚕丝含有天然氨基酸,可再生可循环可利用。因此其纤维特征符合未来可持续性发展方向。最重要的是,蚕丝蛋白折叠具有天然优越的多聚物特征,并且用艺术级的分析工具研究及萃取。最新研究表明,绿色共融性可为人类能源效应提供绝好的解决方案。

  研究人员历经多年研究发现,桑蚕在野外受伤时会分泌出一种荷尔蒙,它们通过流体静压移动身躯。若无自导麻痹法,其伤口是无法愈合的,并且会因“流血”死亡。

  该团队的研究人员在最新的《生物高分子》期刊上发表研究报告,题为“蚕丝的压力卷绕:桑蚕举止与蚕丝生成的条件”。报告内容针对未麻痹桑蚕的比较,最后得出结论表明,被麻痹的桑蚕吐丝更长更有连续性,并且可排除丝纤维断裂和老化的可能性。

  尽管蜘蛛丝纤维的压力缠绕技术已启用多年,但桑蚕丝的直接大量卷绕一直未能实现。若能诱导桑蚕回应自然,避免受伤的方式蜷缩吐丝,那么单只蚕吐一根长达数百米的自然丝在可控的条件下不再是幻想。

  在过去数千年里,人们为了获得蚕丝,通过蚕茧加工方法改变丝属性,然后获得专用目的的丝纤维。这是一种陈旧不环保的生产工艺流程,并且极其繁琐。而牛津人的新发现则可改变这一趋势,使蚕丝自然地大规模缠绕成人类需要的丝纤维,并通过生化植入技术,使丝纤维直接编织成超强度的复合纤维。

  蚕麻痹技术不像蜘蛛丝那样高密度,但可为蚕丝加工的系列工艺打开一扇创新的大门,即利用动物的自身能力,更便捷地直接为人类创造绿色产品。麻痹蚕丝卷绕技术目前已获得世界专利。专家们随时都可能顺应市场需求进行大规模推广。

  有趣的是,麻痹蚕吐丝可避免丝的断裂,能确保单丝的绢纺与卷绕。而不证自明的是,由于具备了人类需要的机械属性并可控,因此商业应用的前景极其广泛。(中国纤检杂志)


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