英國牛津大學的研究人員近期向世人展示了一種可能性,即控制性將數百米的蠶絲卷繞起來,并且他們向業界提供了一種暗示,即大規模的纏繞蠶絲用于工業生產已成為可能。為此,牛津大學動物系的專家組成了一個蠶絲研究小組,專門研究如何給桑蠶注射一種天然試劑,然后使其麻痹吐絲,形成自然的單根數百米的長絲。具體做法是利用桑蠶的天然防護能力,給蠶機械性套上自然的防護盔甲,限制其移動,致使其將絲吐出,自動纏繞。
牛津蠶絲研究組從研究蠶絲的生物特性開始,其目的是解開蠶絲進化之謎、生態之謎和神奇的物理化學特性,他們還研究了蠶絲生產過程中的新陳代謝和生態成本及商業價值。
他們常常拿蛛絲、鱗翅類和節肢昆蟲吐絲作比較。雖然這些動物與桑蠶具有很多異同,但卻擁有許多共性。
首先,都屬于生物高聚物類,都擁有機械屬性,都是可持續性環保發展動物,都是符合環境水溶性蛋白,不僅如此,桑蠶的生物感應性很強,是醫藥的優良材料。許多蠶絲種類還有重量輕的特性,排放物可融入泥土,并且蠶絲含有天然氨基酸,可再生可循環可利用。因此其纖維特征符合未來可持續性發展方向。最重要的是,蠶絲蛋白折疊具有天然優越的多聚物特征,并且用藝術級的分析工具研究及萃取。最新研究表明,綠色共融性可為人類能源效應提供絕好的解決方案。
研究人員歷經多年研究發現,桑蠶在野外受傷時會分泌出一種荷爾蒙,它們通過流體靜壓移動身軀。若無自導麻痹法,其傷口是無法愈合的,并且會因“流血”死亡。
該團隊的研究人員在最新的《生物高分子》期刊上發表研究報告,題為“蠶絲的壓力卷繞:桑蠶舉止與蠶絲生成的條件”。報告內容針對未麻痹桑蠶的比較,最后得出結論表明,被麻痹的桑蠶吐絲更長更有連續性,并且可排除絲纖維斷裂和老化的可能性。
盡管蜘蛛絲纖維的壓力纏繞技術已啟用多年,但桑蠶絲的直接大量卷繞一直未能實現。若能誘導桑蠶回應自然,避免受傷的方式蜷縮吐絲,那么單只蠶吐一根長達數百米的自然絲在可控的條件下不再是幻想。
在過去數千年里,人們為了獲得蠶絲,通過蠶繭加工方法改變絲屬性,然后獲得專用目的的絲纖維。這是一種陳舊不環保的生產工藝流程,并且極其繁瑣。而牛津人的新發現則可改變這一趨勢,使蠶絲自然地大規模纏繞成人類需要的絲纖維,并通過生化植入技術,使絲纖維直接編織成超強度的復合纖維。
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