東華大學纖維材料改性國家重點實驗室教授張耀鵬、邵惠麗團隊與紐約州立大學石溪分校教授Benjamin S. Hsiao合作提出了全新的蠶絲多級結構模型，并成功研制世界上最薄絲素納米纖維帶。近日，該成果以全文形式發表于《美國化學學會—納米》。
作為蠶絲多級結構的基礎構筑單元，絲素納米纖維對人造蜘蛛絲等高性能絲蛋白材料的設計和構筑尤其重要。張耀鵬團隊利用氫氧化鈉/尿素水溶液體系，在低溫下將蠶絲逐級剝離為厚度約0.4納米、寬度約27納米的蠶絲納米纖維帶。這也是目前為止世界最薄的絲素納米纖維帶，其厚度僅為絲素蛋白的單分子層厚度，與單層石墨烯厚度相當。
該納米纖維帶主要由天然蠶絲中原生的β-折疊片層、無規線團以及α-螺旋構象構成。研究人員通過原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡及小角X射線散射技術等多種表征技術確認了這些信息，并通過計算機分子動力學模擬技術，模擬了蠶絲在氫氧化鈉/尿素水溶液中剝離為絲素納米纖維的動態過程。
絲素納米纖維帶通過自組裝或者有序構建，可用作增強成分或者直接構建單元，有望制備性能優異或功能性的絲素蛋白基材料。
相關論文信息：DOI:10.1021/acsnano.8b03943
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