动物丝通常被认为是一种具有高度有序结构的固体纤维,由从单个丝素蛋白(SF)链开始的分级组装形成。上海科技大学凌盛杰却发现,丝蛋白分子在水溶液中以分形网络结构的形式存在,而不是以单链的形式存在。
本文要点
(1)这种类型的网络是相对刚性的,具有较低的分形维数。蚕丝素的分形网络模型也可以很好地解释家蚕蚕丝的强而脆的力学性质。其中,强度主要来源于由节点和β-片交联组成的双重网络结构,而脆性可归因于这些节点和交联之间的SF链的刚性。
(2)有限元分析表明,这种网络结构显著有助于在纺丝过程之前稳定储存SF,并在纺丝过程中快速形成β-片状纳米晶体和向列织构。
Shuo Yang, et al. The Fractal Network Structure of Silk Fibroin Molecules and Its Effect on Spinning of Silkworm Silk. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c00105
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00105