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人工蜘蛛腺纺出“天然丝”

发表时间: 2024-11-14 作者: 渔丝

  科技日报北京1月23日电(记者张佳欣)日本研讨人员发明晰一种设备,可纺出与天然发生的蛛丝十分挨近的人工蜘蛛丝。人工丝腺能仿照蜘蛛丝腺中天然发生的各种化学和物理改变,重建丝的杂乱分子结构。这项研讨由日本理研可继续资源科学中心和理研前锋研讨集群的科学家领导,相关论文宣布在最新一期《天然通讯》杂志上。

  天然蜘蛛丝以其强度高、耐性好、重量轻而出名,其抗拉强度可与相同直径的钢材相媲美。此外,它具有生物相容性。蜘蛛丝是一种生物聚合物纤维,由具有高度重复序列的大蛋白(蛛丝蛋白)制成。在蜘蛛丝纤维内部,有一种被称为β-片层的分子亚结构,它有必要正确摆放,才干使丝纤维具有共同的机械性能。多年来,重建这种杂乱的分子结构一向困扰着科学家。

  蜘蛛的丝腺就像是一种天然的微流控设备。研讨人员试图用微流控来模仿天然蜘蛛丝的发生,开宣布一种外观像矩形盒子的设备,碧眼儿有细小的沟槽。他们先将前体蛛丝蛋白溶液放置在一端,然后经过负压将其拉向另一端。当蛛丝蛋白溶液经过微流控通道时,它们暴露在化学和物理环境的准确改变中。在正确的条件下,蛋白质自拼装成丝纤维,且具有特有的杂乱结构。

  研讨人员经过试验找到了这些正确的条件,终究可以优化微流控必恭必敬不一样的区域之间的相互作用。他们还发现,只有当运用负压拉动蛛丝蛋白溶液时,才干拼装出具有正确β-片层摆放的接连丝纤维。

  研讨人员指出,这项效果不仅可协助削减现在纺织制造业对环境的负面影响,并且蜘蛛丝的生物可降解性和生物兼容性使其成为缝合线和人工韧带等生物医学使用的抱负资料。