2015年05月14日 10:36:00 　来源：    字体大小[大中小]

　　近日，国家蛋白质科学研究（上海）设施（简称“上海设施”）五线六站用户复旦大学高分子科学系陈新教授课题组成功制备出可与蜘蛛主腺体丝相媲美的再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维，与多家单位合作的相关成果作为封面文章于5月6日发表在英国皇家化学会杂志Journal of Materials Chemistry B (J. Mater. Chem. B. 2015, 3: 3940)上。 

　　动物丝具有优异的力学性能、良好的生物相容性等特点，在材料学，生物医学领域表现出极大的潜力，但桑蚕“8”字吐丝方式导致的缺陷严重影响其力学性能。陈新教授课题组在前期的工作中发现，通过人工纺丝的方法可以得到形貌可控、结构明确的再生丝蛋白纤维。这次，他们通过在高浓度的丝蛋白溶液中掺入少量碳纳米管，采用湿法纺丝方法成功制备出再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维（图1）。该杂化纤维的断裂强度、断裂伸长率和断裂能分别达到0.42 GPa，59%和186 MJ m^-3，断裂强度与天然蚕丝相当，断裂伸长率和断裂能明显优于蜘蛛主腺体丝。 

　　 

　　图1. 再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维的纺制 

　　上海设施在上海同步辐射光源的红外线站在对再生丝蛋白杂化纤维这种微小样品的表征上发挥了明显的优势。同步辐射红外采集的杂化纤维单丝光谱具有较高的信噪比，在酰胺I (1700-1600 cm^-1)、酰胺II (1600-1500 cm^-1) 和酰胺III (1300-1200 cm^-1) 谱带都具有较好的分辨率（图2）。课题组对同步辐射显微红外采集到的高质量再生丝蛋白杂化纤维红外光谱酰胺III谱带进行分峰拟合，半定量计算得到杂化纤维中β-折叠的含量。结果表明，在湿法纺丝过程中β-折叠的含量随着拉伸倍率的提高而增大，并且再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维中β-折叠的含量明显高于天然桑蚕丝蛋白，这些结果都很好地解释了再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维的强韧机理。 

　　 

　　图2.（A）再生丝蛋白/碳纳米管杂化纤维同步辐射显微红外全谱（B）酰胺III谱带分峰拟合图 

　　在该工作中，上海设施五线六站红外线站（BL01B1）科技人员积极参与，在实验方面提供了强有力的专业技术支持，为成果的发表做出了积极贡献。该线站是我国目前大陆地区唯一一条基于第三代同步辐射光源的红外线站，开放以来已接到来自国内各个科研单位近2000个小时的机时申请。 

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