中國科學家利用轉基因家蠶仿制高強度、超韌性全蜘蛛絲纖維

 9月20日,中國科學家用轉基因蠶合成的蜘蛛絲覆蓋了類似天然蜘蛛絲表面的保護層,且比防彈背心中使用的凱夫拉(芳綸)纖維堅韌6倍。該項研究發布于美國材料科學-綜合類期刊《Matter》,標題為《用轉基因家蠶紡制的高強度、超韌性全蜘蛛絲纖維》。

 
       這是人們首次用蠶成功生產全長蜘蛛絲蛋白,研究展示了可用來制造商業合成纖維環保替代品的新技術。
 
      在目前的商業合成纖維中,韌性和抗拉強度是相互排斥的。如尼龍和凱夫拉纖維,兩者雖然都是聚酰胺纖維,但在韌性和拉伸強度方面表現出顯著差異,尼龍具有更高的韌性,而凱夫拉纖維則表現出優異的拉伸強度。
 
       而蛛絲兼具了兩者的優點,但由于遲遲無法商業化,科學家一直在尋找替代辦法,而蠶絲是迄今為止唯一一種大規模商業化的動物絲纖維,因此,使用轉基因蠶生產蜘蛛絲纖維可以實現低成本、大規模的商業化。
 
       研究結果顯示,這些由家蠶“吐出”的蜘蛛絲蛋白纖維表現出驚人的拉伸強度——達到了1299MPa,和驚人的韌性——達319MJ/m³。其韌性比美國杜邦公司研發、可用于制作防彈衣的凱夫拉纖維的韌性高6倍。
 
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       下一步,研究人員計劃利用對當前研究中蜘蛛絲纖維的韌性和強度的理解,開發可以產生天然和工程氨基酸蛛絲纖維的轉基因蠶。“一百多種工程氨基酸的引入能為工程蛛絲纖維提供無限潛力。”研究人員稱。