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  日本理化學研究所日前宣布，該研究所沼田圭司和增永啟康率領(lǐng)的國際研究小組發(fā)現(xiàn)，絲綢內(nèi)不同氨基酸排列會影響其機械強度、熱穩(wěn)定性及結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

  人類從古代開始就利用蠶絲纖維制作出富有光澤的織物。近年來，科學家針對蠶絲質(zhì)輕堅韌、生物相容性好和可生物降解的特性，開始研究將其用在結(jié)構(gòu)材料和醫(yī)療材料等領(lǐng)域。另外，蠶絲也可加工成纖維、水凝膠、膠卷、海綿等，用在再生醫(yī)療和藥物輸送系統(tǒng)中。但科學家對絲綢的氨基酸排列如何影響其熱性能和機械性能以及相關(guān)應用等尚不十分了解。

  為此，該研究小組挑選了4種家蠶和10種野蠶共14個種類的蠶絲進行試驗。他們在熱重量分析和示差掃描熱量分析中發(fā)現(xiàn)，野蠶絲比家蠶絲的熱分解溫度高30攝氏度。但在拉伸試驗中研究人員觀察到，野蠶絲比家蠶絲有明顯的斷裂點。研究小組對蠶絲進行X射線散射試驗發(fā)現(xiàn)，野蠶絲比家蠶絲的結(jié)晶尺寸大了約1納米左右。這是由于家蠶絲的結(jié)晶領(lǐng)域是由甘氨酸交互反復排列構(gòu)成，而野蠶絲的結(jié)晶領(lǐng)域則是由丙氨酸連續(xù)排列而成。

  研究人員在對氨基酸排列與熱穩(wěn)定性關(guān)系試驗結(jié)果分析中發(fā)現(xiàn)，丙氨酸連續(xù)排列的比率越高，熱穩(wěn)定性越強；甘氨酸交互反復排列的情況越多，則機械強度越強；而具有更多大側(cè)鏈氨基酸的蠶絲，其機械強度較弱。

  在化石燃料逐漸枯竭、全球更加重視環(huán)保的大背景下，人們一直渴望能替代石化產(chǎn)品的材料出現(xiàn)，而蠶絲則是較好的替代材料之一。該研究對人工制造可控其強度、吸濕性、伸展性等特性的人造蠶絲材料具有重要意義。