科学家研发超级纤维 蚕丝可媲美蛛丝

蜘蛛丝的韧性超过现有所有合成纤维，素有“生物钢”的美誉，是新型材料的理想选择。能否采用来源广泛的蚕丝蛋白织出可媲美蛛丝的“超级纤维”，成为全球研究界探索的方向，而复旦高分子科学系和先进材料实验室的生物大分子课题组就走在最前列。他们不仅证明了蚕丝蛋白不输于蛛丝蛋白的力学结构性能，更通过完善再生蚕丝制备工艺，织出了力学性能高出天然蚕丝一倍的人工丝。这一“动物丝仿生制备中的关键问题”项目研究昨天获自然科学奖一等奖。

课题组在邵正中教授的带领下大胆试验发现，蚕丝与蜘蛛丝在成丝机理和各层次的结构等方面是一致的。理论上来讲，两者的力学性能应比较接近，但由于蚕在成茧过程中的“8”字型吐丝行为，导致蚕茧丝的转折处会存在较多 “薄弱点”，容易折断，显得比蜘蛛丝脆弱许多。在改变制丝方式（“按”住蚕的头，以一定速度匀速拉出蚕丝，而非直接采用蚕茧丝）后，再进行两者的力学性能测试，结果显示，“拉”出的蚕丝力学性能不弱于蜘蛛丝。这一发现打破了国际学界“要人工仿制蜘蛛丝这类‘超级纤维’，首先需要大量制备类蜘蛛丝蛋白”的普遍定式思维，相关论文2002年发表于《自然》，赢得广泛关注。

在对蚕丝蛋白全新认识的基础上，课题组还通过大量的基础性研究，寻找到了一种特殊方法，利用相应的纺丝设备，在实验室中纺制出了 “超级蚕丝”，以实践证明只需调控并优化制备工艺，量大价廉的蚕丝蛋白本身也有可能成为性能媲美蜘蛛丝的“超级纤维”。

目前，团队正与华山医院、中山医院、上海第六人民医院等合作，共同研究丝蛋白等对于提高生物医药用材料各种性能的可行性。他们发现在气管支架、疝气补片、子宫吊带上采用丝蛋白进行改性后，能明显改善其生物相容性，减少组织粘连的同时能促进细胞生长。