Aalto大學(xué)/VTT：可與塑料相媲美的纖維素與蛛絲混合材料

蛛絲和纖維素均為生物基聚合物，作為未來的可持續(xù)材料，其具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛能。絲和纖維素可在性能方面互補(bǔ)，適用于制備復(fù)合材料。在復(fù)合材料中，纖維素可形成增強(qiáng)基，而絲蛋白可作為堅韌的基材。這種材料在復(fù)合過程中面臨的一個主要挑戰(zhàn)是保持結(jié)構(gòu)和功能的平衡。材料強(qiáng)度的提高通常意味著其延展性的降低，反之亦然。芬蘭阿爾托(Aalto)大學(xué)與國家技術(shù)研究中心(VTT)的研究人員已成功克服這一難題。他們使用具有三嵌段結(jié)構(gòu)的重組蛋白，構(gòu)建一種包含末端纖維素親和模塊的結(jié)構(gòu)改性蛛絲。纖維素納米級原纖維和三嵌段蛋白的流動性結(jié)合可生產(chǎn)連續(xù)纖維。研究采用的蛛絲并非來自蜘蛛，而是具有合成DNA的細(xì)菌的產(chǎn)物。

研究人員開發(fā)出一種堅固而有彈性的新型生物基材料(圖1和圖2)，該材料將來有望作為生物基復(fù)合材料的組分部分替代現(xiàn)有的塑料產(chǎn)品，有可能用于內(nèi)科、外科領(lǐng)域或紡織業(yè)及包裝業(yè)。

圖1 靜電紡制備的生物基絲

圖2 人工合成絲