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【科技信息】具有超强韧性的人造蜘蛛丝

武昌造船

2020-05-29

导读：具有超强韧性的人造蜘蛛丝

香港理工大学采用伪蛋白质聚合物制备出一种超强人造蜘蛛丝，韧性是天然蜘蛛丝的2.15倍。

蜘蛛丝质轻且韧性好，可用于能量吸收、制造太空服及子弹头等。然而，利用传统的基因工程方法制备人造蜘蛛丝，效率低、成本高且过程质量不可控，无法实现规模化生产。为此，研究人员用乙二胺引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐聚合得到含纳米级β片状晶体和α-螺旋肽的聚（γ-谷氨酸苄酯），并以异佛尔酮二异氰酸酯和肽二胺作为蛋白质连接体，合成肽含量分别为22.6%和41.5%的伪蛋白质聚合物；将其溶于六氟异丙醇制成伪蛋白聚合物纺丝液，采用干纺丝法经红外灯照射得到超强人造蜘蛛丝——伪蛋白质聚合物纤维。实验结果表明，伪蛋白质聚合物纤维的模量和刚度随肽含量的增加而提高，这归功于纳米级β-折叠结构的增加；当肽含量为41.5%时，纤维的抗拉强度高达100 MPa，断裂伸长率约为750%，韧性达（387±35）MJ/m3，而天然蜘蛛丝仅为160 MJ/m3。