科学家发现了一种技术，可以制造出比天然丝更硬的丝纤维

在尝试将形成自然丝绸的纤维的分子的复杂混合物结合时，性质总是领先于人力工程。尽管最佳尝试生产材料，人造纤维不能匹配天然纤维的强度。

然而，研究人员从从蚕身上提取的蚕丝开始，用化学方法将其分解，然后重新组装，结果发现一种硬度是蚕丝两倍多的材料可以被生产出来，并形成复杂的结构(例如格子和网格)。

研究人员称，这种新材料被称为再生丝纤维(RSF)，可以用于不同的生物医学和商业领域。这项研究的结果已经发表在自然通讯麦克菲省迈克弗勒·贝努特撰写的论文杂志;胜杰灵，博士;赵勤研究科学家;和塔夫斯大学的其他三位研究人员。

已知蜘蛛制造的某些类型的丝绸是地球上最硬的材料之一。亚博网站下载然而，与蚕相比，后蜘蛛几乎不可能以可用量生产纤维。相反，包括Buehler和他的同事在内的几家科学家 - 已经努力制造完全合成的丝绸。然而，试图在生产具有与天然纤维的强度的产生纤维中没有用。

相比之下，研究人员制定了一种用于获得自然丝绸的最佳天然丝绸的技术，同时对其进行处理，使其变得更强壮并为广泛的创新形状和结构铺平了无法使用天然丝绸合成的结构。

根据研究人员的说法，线索是分解蚕丝，但只能分解到一定程度。换句话说，只有在包括微纤维在内的中间形式形成之前，蚕的茧才会被溶解，而且还没有到材料的分子结构被分解的程度。这些微纤维是像线一样的微小的集合，保存了某些重要的层次结构，而丝绸正是从这些层次结构获得强度的。

土木与环境工程系主任比勒把回收材料比作一块砖一块砖地打碎房子。亚博网站下载与把房子拆成瓦砾堆相比，每一块砖都被小心地分开，用来建造一个新的结构。根据比勒的说法自然仍然更好地制作微观结构正如他之前的一些研究所显示的那样，这使得丝绸具有独特的弹性和刚性。”在这种情况下，我们利用了什么自然提供。“

凌解释说,尽管丝线和织物是非常昂贵的,材料的成本主要是由于劳动密集型技术把线程从茧和编织它,但不是由于原蚕的生产和他们的茧,这真的很便宜。他进一步说，在批量采购时，未加工蚕茧的成本约为每公斤5美元(1公斤= 2.2磅)。

该团队发现，当丝绸被解体然后通过微小的开口挤出时，它们能够合成具有传统丝绸的刚度两倍的纤维，并且靠近蜘蛛拖线丝的刚度。这种技术可以为一系列潜在的新应用程序铺平道路。由于丝绸是天然生物相容性的并且不会在人体中产生任何不良反应，新材料可能是适用于医疗缝线的完美，或者作为新皮肤或其他生物材料再生的脚手架。亚博网站下载

该技术还使科学家能够塑造材料，使其不通过天然丝绸复制。例如，它可以形成为管，线圈，网状，片材，厚度大于天然丝的纤维，以及其他形式。”我们对[蚕]制造的不满意，“贝努特说。”我们想制造自己的新材料亚博网站下载。“

据秦教授介绍，通过在一种为丝绸溶液量身定制的3d打印系统中采用这种可重构材料，可以开发出这样的形式。此外，该方法的一个优点是可以采用传统的制造工艺来实现;因此，使用它来生产商业数量将是简单的。纤维的特殊特性，如它的韧性和刚度，可以通过简单地改变挤出过程的速度来根据要求进行调节。

还发现重构的纤维对不同的湿度水平非常反应，并且可以通过涂覆另一种材料的薄层（例如碳纳米管）导电。这可以允许纤维用于不同的传感装置中，其中涂有这些纤维的网或这些纤维层的表面可以对指尖反应，或者在环境条件下的变化。

据比勒说，一个潜在的应用可能是用这些纤维织成床单。这种床单可用于护理设施，通过监测压力，并在病人长时间保持相同姿势，压力集中在人体特定区域时自动向护理人员发出警告，以帮助预防褥疮。他说，这样的应用可以很容易地实现，因为在生产适合这种应用的材料方面存在实时困难。

这是一种简洁的研究，借鉴了强大的互学科优势的混合麻省理工学院和塔夫茨大学实验室，T.他的技术有可能为新型编织材料和功能复合材料奠定基础 - 这些可能是一系列的用途，例如新一代纺织品和生物传感器。亚博网站下载

Anthony Weiss是澳大利亚悉尼大学生物化学和分子生物技术教授

Postdocs Chunmei Li和Wenwen Huang，以及塔夫茨大学生物医学工程教授和董事长，是团队的一部分。国家卫生研究院和国防部支持这项研究。