生物工程在纺织业中的应用——蜘蛛丝纤维的研究

综述了蜘蛛丝纤维的研究现状。

新一代高性能纤维——蜘蛛丝纤维

文中在介绍蜘蛛丝纤维结构和主要成分的基础上,讨论了其优良的物理和化学性能,以及一些其他纤维所不能比拟的性能,并对蜘蛛丝的人工生产方法和应用领域加以阐述。

新型仿生纤维——蜘蛛丝纤维

蜘蛛丝是已知强度最高的材料之一,近年来对其结构和性能已经有了比较系统的研究。本文分析了蜘蛛丝的组成结构、物理和化学性能,介绍了国内外利用生物技术开发蜘蛛丝的几种途径,并对蜘蛛丝的应用前景做了展望。

人造蜘蛛丝与仿蜘蛛丝纤维的研究进展

蜘蛛丝因其优异的力学性能和良好的生物相容性,一直吸引着科学家的研究兴趣。但蜘蛛在大规模繁殖中互相残杀的特性导致其无法像蚕丝一样实现商业化生产,因此,研发人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维成为解决上述问题的有效方法。为更好地理解蜘蛛丝强韧的本质,综述了天然蜘蛛丝的结构,包括一级结构、β-折叠晶体网络(纳米纤维)结构及其形成过程。介绍了目前人造蜘蛛丝与仿蜘蛛丝纤维的制备进展,包括使用的多肽、非重组蜘蛛纤维蛋白、高分子材料和碳纳米管材料等,为下一步研究与规模化制备人造蜘蛛丝及仿蜘蛛丝纤维提供参考。

蜘蛛丝纤维的研究现状与展望

概述了近期国内外丝蛋白及纤维的合成及改性研究现状,发现人造蜘蛛丝蛋白主要来源于基因改变后的桑蚕、大肠杆菌等,对蜘蛛丝纤维物理力学性能的改性方法主要集中在蛛丝蛋白改性、纺丝方法转变、紫外辐射及与其他纺丝液复合纺丝等。通过蜘蛛丝纤维与其他纤维的物理性能比较得知,蜘蛛丝纤维断裂伸长率高(43.4%)、拉伸强力大、耐疲劳性好。同时,简述了蜘蛛丝纤维在复合材料、医用仿生材料以及纺织材料等领域的应用情况,并对蜘蛛丝纤维今后的发展进行了展望。

浅谈新型高性能材料蜘蛛丝纤维

随着科学技术的进步,服装材料使用也有新的发展和进步。目前,在国际上服装的面料出现了一种新型高性能的面料材质蜘蛛丝纤维,这种材质的特点是具有良好的刚性和弹性以及强度,除此以外这种新型的材料还有生物可降解性,不会污染环境,可以再次进入生态系统,因此这种材料的发展前景是很好的。文章主要从蜘蛛丝纤维的性能以及结构等方面进行了研究。

AMSilk:首例人工合成的蜘蛛丝纤维

2013年3月11日,德国AMSilk公司在新闻发布会上推出了一种完全由重组丝蛋白制成的生物钢仿蜘蛛丝纤维.纤维断裂前的动能测试表明生物钢仿蜘蛛丝纤维的韧性与天然的蜘蛛丝纤维相似.仿蜘蛛丝纤维原丝手感十分光滑,有很舒适的触感和丝绸般的光泽.这种纤维外观亮白,可通过纺织工业中常用技术进行染色.利用生物钢仿蜘蛛丝纤维可制得高性能的产业用纺织品、体育用品、医用纺织品,以及其他支撑纺织物和伤口覆盖用外科手术材料.

活化石——蜘蛛丝纤维的仿生新概念

"小小诸葛亮,独坐中军帐,摆下八卦阵,专捉飞来将。"你知道这个有趣討谜语的谜底是什么吗?"诸葛亮"——蜘蛀,吐出蜘蛛望织网,捕捉"飞来将"——昆虫。为什么蜘蛛能纺望?为什么蜘蛛坐能拦截、粘住高速飞行的昆虫?这些问题让联们恵到好奇。为了寻找答案,我们在蜘蛛和蜘蛛望上做了不少功课。蜘蛛虫是一种天然动物蛋白纤维,轻盈且具有很强討机械性能,强度高,韧性好。这些优良的性能,即使是目前人工令成的高性能纤维都无法超越。了解得越多,我们就对这种在大自然中形成的"神奇纤维"愈发著迷。如果有一天,蜘蛛坐能纺成布料,做成衣服穿在身上,或者制成蜘蛀侠詢"绳索",那就太酷了!

蛛丝蛋白纤维的应用前景

1.概述 在丝类纤维中,以蚕丝蛋白应用得最早、也最广泛。由于丝类纤维不仅具有优越的理化性质,而且还具有与生物机体不排斥的特性,所以除纺织品外主要应用于临床医疗上,同时还应用于生物传感器及非排斥性的血液相关材料。在日本,目前占市场销售份额45％的蚕丝均应用于临床医疗领域。

蛛丝蛋白研究及其应用前景

蛛丝是由高度特化的上皮细胞分泌的多聚蛋白纤维组成的,这些多聚蛋白质纤维又是由存在着高度重复序列的水溶性的蛋白单体聚合而成的。蛛网牵引丝的强度、韧性和模系数都可与人工合成的高性能的纤维相媲美,故称生物钢。已经在哺乳动物细胞中获得表达的有60、110和140kD等几种不同分子量的重组蛛丝蛋白,而且表达的这些重组蛋白质都是分泌性的。利用表达的这些重组蛋白质经过抽丝和牵拉等工艺之后获得的人造蛛丝具备了天然蛛丝的各项机械性能,作为一种新兴的生物材料,具有巨大的开发应用前景。

仿蜘蛛丝的研究与开发

蜘蛛丝纤维是优秀的绿色纺织材料之一，近年来对其结构和性能已经有了比较系统的研究。本文分析了蜘蛛丝纤维的组成结构、分类、物理和化学性能，介绍了生产制备蜘蛛丝纤维的途径，并对蜘蛛丝纤维的应用领域作了介绍。

世界首例“蜘蛛丝羊”落户内蒙古

蜘蛛丝纤维由于强度大、韧性高，具有广泛的应用前景。长久以来，人类一直在探索如何大规模生产蜘蛛丝纤维。但因蜘蛛有同类相食的特性不易养殖，这项研究进展并不顺利。近日，内蒙古农业大学教授周欢敏独辟蹊径，带领他的科研团队研制成功了具有蜘蛛丝特性的山羊。

双层蛛丝蛋白血管支架的体外降解研究

血管支架的制备成为治疗心血管疾病的必需条件。应用静电纺丝技术制备了(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)双层血管支架,并研究其在磷酸盐缓冲液(pH值=7.4)和多酶降解液中浸泡不同时间的体外降解情况。于2、4、8、12周分别取材,测试失重率、吸水率、降解液的pH值、力学性能和分子量的变化,并进行扫描电镜观察。结果表明,(pNSR16/PCL/CS)/(pNSR16/PCL/Gt)双层血管支架的初始抗弯强度和初始分子量大于(PCL/CS)/(PCL/Gt)支架,并且前者的降解速度、分子量和失重率减少速度快于后者,pNSR16的添加促进了血管支架的降解。在降解过程中,浸泡液pH值呈弱酸性和中性,前期迅速降低并在后期呈现稳定的趋势。支架在酶解液中的降解速度快于在水解液中。

大腹园蛛重组嵌合蛛丝蛋白:一种高分子量的生物材料

基于大腹园蛛的两种蛛丝基因构建三部分嵌合的重组蛛丝蛋白iN7RC,在大肠杆菌中成功表达,通过纯化得到产量为34 mg/L的高纯度分子质量高达165.2 ku的重组蛛丝蛋白。不同pH值下的圆二色谱分析显示iN7RC蛋白质的二级结构组分中的α-helix结构占比随着pH值的降低明显减少。通过手工牵拉的方式获得具有高强度和高延展性的重组蛛丝纤维,为蛛丝仿生材料的广泛应用奠定基础。

影响蜘蛛丝性能的因素及开发技术

蜘蛛丝纤维是一种动物腺体分泌出的天然纤维．具有优良的物理化学性能。蜘蛛丝光滑闪亮呈金黄色．

基因技术在新型纤维制造领域上的应用

目前基因技术在纺织纤维制造领域的应用,在天然纤维方面已采用基因技术成功研究开发了天然彩色棉纤维和不皱棉纤维,国内外均已产业化;近年来有色羊毛也颇受关注;通过仿生技术研发、转基因方法制造的化学纤维——仿蜘蛛丝纤维,虽然不完全成熟,但前景无疑亦是十分广阔。

2004高性能纤维研发与应用技术研讨会召开

2004年5月20日～22日,2004高性能纤维研发与应用技术研讨会在京召开。来自全国各地重点纺织院校、科研院所及企业的150多名专家、学者、企业代表参加了会议。 本次研讨会既有相关专家对高性能纤维的研发与应用技术成果进行介绍。

研究人员:让家蚕“吐出”蜘蛛丝

中科院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所)谭安江研究组利用基因定点替换的方法在家蚕丝腺和蚕茧中大量表达蜘蛛丝蛋白。相关研究成果已在线发表于美国《国家科学院院报》。蜘蛛丝是自然界中机械性能最好的天然蛋白纤维,其强度甚至高于制作防弹衣的凯夫拉纤维,在工业、医疗和国防上都有着广泛的应用前景。但是如何大量获取蜘蛛丝纤维一直以来难以解决。由于蚕丝蛋白和蜘蛛丝蛋白在结构上有一定的相似性,因此利用家蚕遗传改造大量获取类蜘蛛丝纤维是一个可行性高的策略。

Kraig生物工艺实验室:由新的杂交蚕制备的重组蜘蛛丝茧

基因工程蜘蛛丝纤维的主要开发者——美国密歇根州Kraig生物工艺实验室近日宣布,该团队在密歇根生产和研究装置中培育的新的杂交转基因蚕已经成功吐丝,制成了第一个重组蜘蛛丝茧。这种新的杂交品种由公司最优秀的重组蜘蛛丝品种与一种商业化品种结合而成,从而形成了团队研究历史上最大的蜘蛛丝茧。