科研團隊制成薄絲素納米纖維帶

來源：《中國科學(xué)報》

東華大學(xué)纖維材料改性國家重點實驗室教授張耀鵬、邵惠麗團隊與紐約州立大學(xué)石溪分校教授Benjamin S. Hsiao合作提出了全新的蠶絲多級結(jié)構(gòu)模型，并成功研制世界上zui薄絲素納米纖維帶。近日，該成果以全文形式發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會—納米》。

作為蠶絲多級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)構(gòu)筑單元，絲素納米纖維對人造蜘蛛絲等高性能絲蛋白材料的設(shè)計和構(gòu)筑尤其重要。張耀鵬團隊利用氫氧化鈉/尿素水溶液體系，在低溫下將蠶絲逐級剝離為厚度約0.4納米、寬度約27納米的蠶絲納米纖維帶。這也是目前為止世界zui薄的絲素納米纖維帶，其厚度僅為絲素蛋白的單分子層厚度，與單層石墨烯厚度相當。

該納米纖維帶主要由天然蠶絲中原生的β-折疊片層、無規(guī)線團以及α-螺旋構(gòu)象構(gòu)成。研究人員通過原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡及小角X射線散射技術(shù)等多種表征技術(shù)確認了這些信息，并通過計算機分子動力學(xué)模擬技術(shù)，模擬了蠶絲在氫氧化鈉/尿素水溶液中剝離為絲素納米纖維的動態(tài)過程。

絲素納米纖維帶通過自組裝或者有序構(gòu)建，可用作增強成分或者直接構(gòu)建單元，有望制備性能優(yōu)異或功能性的絲素蛋白基材料。