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材料学院张耀鹏、邵惠丽教授课题组在喂食法制备超强天然蚕丝方面取得新进展

发布者:吴彦发布时间:2015-09-24

纤维材料改性国家重点实验室、材料学院张耀鹏、邵惠丽教授课题组多年来一直致力于丝素蛋白改性的研究。近日,该课题组通过对家蚕喂食含二氧化钛纳米粒子的人工饲料,成功制备了力学性能显著增强且抗紫外能力明显改善的天然蚕丝。该添食育蚕法成本低、易操作,且绿色环保可持续,对大规模制备高性能动物丝有重要意义,具有广阔的工业化前景。

9月21日,美国《化学化工资讯》(Chemical & Engineering News)以“Worms With A TiO2 Diet Spin Superstrong Silk?”为题报道了该项目(第39卷37期,26页,资讯链接:http://cen.acs.org/articles/93/i37/Worms-TiO2-Diet-Spin-Superstrong.html)。创刊于1923年的《化学化工资讯》是世界化学与化工领域重要的资讯杂志,主要报道该领域最新的重大成果、学术热点和前沿问题。

据该资讯报道,蚕丝是一种天然蛋白质纤维,具有优异的力学性能和稳定性,但它还不是自然界中最优异的天然纤维。蜘蛛丝与其相比,强度更大、韧性更强。但蜘蛛不易养殖,蛛丝无法量产,因此蚕丝的改性显得尤为重要。必威体育客户端精装-必威亚洲官方登陆-首页张耀鹏教授所带领的团队使用含有纳米二氧化钛粒子的人工饲料喂蚕,得到了改性蚕丝的方法(ACS Sustainable Chem. Eng. 2015, DOI:10.1021/acssuschemeng.5b00749)。前人曾使用含染料的人工饲料喂食家蚕得到有色蚕丝。受此启发,张耀鹏、蔡凌月等认为添食育蚕法改性蚕丝比对蚕丝进行后处理要简单得多。该小组添食TiO2的质量分数最高为4%,虽然大部分的二氧化钛被家蚕排泄出体外,但少量的纳米TiO2仍可结合进入蚕丝。家蚕进食添加了1% TiO2的人工饲料后,所得蚕丝脱胶后含有0.005 wt%的钛元素,纤维强度和抗紫外能力均显著提高。添食2% TiO2的蚕丝性能与未改性的蚕丝接近,添食浓度进一步增加,所得蚕丝性能则降低。

9月初,该项目论文《基于纳米二氧化钛添食育蚕法增强家蚕茧丝并提高其抗紫外能力》(Reinforced and Ultraviolet Resistant Silks from Silkworms Fed with Titanium Dioxide Nanoparticles)在《美国化学会可持续化学与工程》(ACS Sustainable Chem. Eng.)上在线发表,编辑单位为纤维材料改性国家重点实验室和必威体育客户端精装-必威亚洲官方登陆-首页材料学院。该期刊为美国化学会期刊,着重于绿色化学与工程相关议题,2014年影响因子为4.642,在化学工程类SCI期刊排名8/134。

 图:进食了添加1% TiO2饲料的家蚕(左)和所得蚕茧(右)



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