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生物质再生纤维环保加工技术前瞻(一)

发布时间:2019-10-12 19:00:19 编辑:笔名

编者按

日前,第四期纺织科技新见解学术沙龙在上海召开,本届沙龙由中国工程院院士姚穆、总后勤部军需装备研究所教授级高工施楣梧、中国纺织科学研究院院长赵强、东华大学教授胡学超及生物源纤维制造技术国家重点实验室主任孙玉山领衔,与参会专家及企业代表共同对生物质再生纤维环保加工技术及其应用进行了探讨。

从本期开始,我们将逐一节选专家的精彩观点与业内分享。

丝素蛋白水溶液的仿生纺丝研究

蜘蛛和蚕因其自身特点都具备合理的纺丝条件。目前国际上有两种观点,以美国Lewis、Kaplan为首,认为只要拿到和蜘蛛一样氨基酸序列的蛋白分子,就能得到和蜘蛛丝一样的材料。

我们认为目前还不是真正的仿生,尽管蚕的结构比较清楚,但再生的丝蛋白只是重链的一部分。而蜘蛛的一级结构并不清楚,重组的蛋白分子只测试了它的序列。由于两者纺丝机理不一样,所以将蜘蛛基因转移到蚕上,让蚕纺出蜘蛛丝是不可行的。

蜘蛛和蚕的相同点在于:以水为溶剂,在常温常压下以最小的能量纺出丝;腺体内均有分泌区、纺丝管和喷丝部;吐丝均为液晶纺;吐丝机理相似;均需调节纺丝液浓度、pH值、离子浓度来形成可纺液;分泌的丝蛋白溶液均为酸性可纺液;丝蛋白溶液向吐丝口推进时,浓度逐步提高。

不同的是:蚕是靠头部的摇摆从嘴吐丝,蜘蛛液则是从腹部末端直接拉出丝来;蚕的失水是通过吐丝器经挤压进入空气后发生,蜘蛛从液态丝变成丝线是在由丝腺到吐丝导管内发生的;最根本的区别在于两者的加工方法不同,液状丝素在蚕体内有一个成熟期,需经较长的时间才形成液晶态,拉伸靠头部的摆动进行。蜘蛛的纺丝没有这样成熟的过程,直接从体内喷出。吐丝的温度方面,蚕只在春、秋两季吐丝,而蜘蛛一年四季均可;两者体内腺体的离子浓度不同。所以把蜘蛛基因转移到蚕,再让蚕吐蜘蛛丝是不可能的。

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