Preparation and Characterization of Silk Fibroin Aerogel

Silk protein fibroin,as a biomedical material,has good biocompatibility,biodegradability,regulation and excellent physical and chemical properties. In this work,a low density porous silk fibroin material is prepared from fibroin solution by high-speed shearing with impeller. By adjusting shear rate of the stirrer,silk fibroin aerogel with different sizes of the aperture is prepared. In general, this aerogel has small porosity, uniform pores, good mechanical properties and slow rate of degradation. It is observed that increasing the shear rate results in higher porosity of aerogel,while the diameter of the aerogel becomes smaller. This silk aerogel may offer a new option as biomaterial for the tissue engineering application based on the information on the structural behaviors.

尿素脱胶对丝素蛋白气凝胶力学性能的影响

为提高丝素蛋白气凝胶的力学性能,采用尿素溶液体系对蚕丝进行脱胶处理后,经丝素蛋白溶解、稀释、冷冻干燥制备得到丝素蛋白气凝胶,借助扫描电子显微镜、X射线衍射光谱仪、红外光谱仪和万能材料试验机对气凝胶的形貌与结构进行分析,并与碳酸钠脱胶蚕丝制备的气凝胶进行对比。结果表明:非碱体系的尿素脱胶可降低对丝素蛋白的损伤,制备得到的气凝胶形貌完整,具有稳定的骨架结构,β-折叠结构相对含量为50.27%,结晶度为49.33%;压缩形变为70%时,尿素脱胶气凝胶的压缩强度为(32.36±2.35)kPa,压缩模量为(119.31±8.93)kPa,上述指标均远高于碳酸钠脱胶工艺制备的丝素蛋白气凝胶。

超疏水弹性丝素蛋白纤维气凝胶的制备及其吸油性能

为提升丝素蛋白(SF)气凝胶力学弹性,以SF微-纳米纤维(SMNF)为前驱体,通过冷冻干燥和硅烷改性策略成功构筑了超疏水高弹性SMNF气凝胶(简称MS气凝胶),并对其微观结构和力学性能进行测试表征,系统研究了MS气凝胶的吸油性能。结果表明:MS气凝胶的网络骨架由微-纳米纤维组装而成,并具有分级多孔的胞腔结构,这赋予气凝胶超低的密度(5.36 mg/cm^(3))和超高的孔隙率(99.63%);此外,MS气凝胶还表现出优异的力学性能,在80%纵向压缩应变下的最大应力为15.72 kPa,100次循环压缩后气凝胶保留了81%以上的初始相对高度。能量色散光谱和红外光谱分析证实:硅烷改性后气凝胶的表面形成了硅氧烷网络结构,使其具有超疏水特征(水接触角为150.9°);MS气凝胶对氯仿的吸收能力为188.75 g/g,并具有优良的循环使用性能。

丝素蛋白气凝胶/聚羟基聚氨酯类玻璃高分子复合材料的制备及其性能研究

类玻璃高分子是一种结合热固性高分子和热塑性高分子特性的新型高分子材料.近年来已有研究将含有可逆动态键的类玻璃高分子作为基体来制备高性能的新型复合材料.然而还未有关于类玻璃高分子/天然动物纤维复合材料的报道.因此,利用丝素蛋白气凝剂本身的多孔结构特性,结合高效的原位聚合技术,首次在丝素蛋白气凝胶中原位合成了聚羟基聚氨酯类玻璃高分子(PHU).实验结果表明,所得复合材料不仅具有优异的力学性能,且具有自愈合以及形状记忆等智能特性.值得注意的是,复合材料在室温下可实现化学组分全回收再利用.这一研究不仅扩展了类玻璃高分子在复合材料中的应用范围,而且为制备高性能丝素蛋白气凝胶复合材料提供一种简单且高效的策略.