纖維
蜘蛛絲的韌性超過現(xiàn)有所有合成纖維，素有“生物鋼”的美譽，是新型材料的理想選擇。能否采用來源廣泛的蠶絲蛋白織出可媲美蛛絲的“超級纖維”，成為全球研究界探索的方向，而復旦高分子科學系和先進材料實驗室的生物大分子課題組就走在最前列。他們不僅證明了蠶絲蛋白不輸于蛛絲蛋白的力學結(jié)構(gòu)性能，更通過完善再生蠶絲制備工藝，織出了力學性能高出天然蠶絲一倍的人工絲。這一“動物絲仿生制備中的關(guān)鍵問題”項目研究昨天獲自然科學獎一等獎。
課題組在邵正中教授的帶領(lǐng)下大膽試驗發(fā)現(xiàn)，蠶絲與蜘蛛絲在成絲機理和各層次的結(jié)構(gòu)等方面是一致的。理論上來講，兩者的力學性能應比較接近，但由于蠶在成繭過程中的“8”字型吐絲行為，導致蠶繭絲的轉(zhuǎn)折處會存在較多 “薄弱點”，容易折斷，顯得比蜘蛛絲脆弱許多。在改變制絲方式（“按”住蠶的頭，以一定速度勻速拉出蠶絲，而非直接采用蠶繭絲）后，再進行兩者的力學性能測試，結(jié)果顯示，“拉”出的蠶絲力學性能不弱于蜘蛛絲。這一發(fā)現(xiàn)打破了國際學界“要人工仿制蜘蛛絲這類‘超級纖維’，首先需要大量制備類蜘蛛絲蛋白”的普遍定式思維，相關(guān)論文2002年發(fā)表于《自然》，贏得廣泛關(guān)注。
在對蠶絲蛋白全新認識的基礎(chǔ)上，課題組還通過大量的基礎(chǔ)性研究，尋找到了一種特殊方法，利用相應的紡絲設備，在實驗室中紡制出了 “超級蠶絲”，以實踐證明只需調(diào)控并優(yōu)化制備工藝，量大價廉的蠶絲蛋白本身也有可能成為性能媲美蜘蛛絲的“超級纖維”。
目前，團隊正與華山醫(yī)院、中山醫(yī)院、上海第六人民醫(yī)院等合作，共同研究絲蛋白等對于提高生物醫(yī)藥用材料各種性能的可行性。他們發(fā)現(xiàn)在氣管支架、疝氣補片、子宮吊帶上采用絲蛋白進行改性后，能明顯改善其生物相容性，減少組織粘連的同時能促進細胞生長。
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