奖项:2011年度上海市自然科学奖一等奖
亮点:柔软的蚕丝制成性能媲美蜘蛛丝的“超级纤维”
今天,复旦大学高分子科学系和先进材料实验室的生物大分子课题组以“仿生制备”项目中的若干成果荣获2011年度上海市自然科学奖一等奖,“超级蚕丝”是此项目的成果之一。
该课题组负责人、复旦高分子科学系教授邵正中解释说:“所谓‘超级蚕丝’,就是把原来柔软无比的蚕丝,变成坚硬的蜘蛛丝,让‘蚕宝宝’变成‘蜘蛛侠’。”
邵正中则介绍说:“我们从高分子角度去研究,发现蚕丝与蜘蛛丝在成丝机理和各层次的结构等方面是一致的。理论上来讲,两者的力学性能应该比较接近,但为何两者差异巨大?”
邵正中及其团队研究证明,由于蚕在成茧过程中的“8”字形吐丝行为,导致蚕茧丝的转折处会存在较多的“薄弱点”,容易折断,因此显得比蜘蛛丝脆弱许多。如果改变蚕的吐丝方式,比如,“按”住蚕的头,以一定速度匀速拉出蚕丝,而非直接采用蚕茧丝,再进行两者的力学性能测试,多次实验结果显示,“拉”出的蚕丝力学性能不弱于蜘蛛丝。这意味着,人们不必再花大价钱去制造人工蜘蛛丝,用蚕丝可以代替蜘蛛丝。
依据这个思路,邵正中团队还寻找到了一种特殊方法,利用相应的纺丝设备,在实验室中纺制出了“超级蚕丝”。
目前,研究团队正在谋求与华山医院、中山医院等合作,共同研究蚕丝蛋白等对于提高生物医药用材料各种性能的可行性。他们发现在气管支架、疝气补片、子宫吊带上采用丝蛋白进行改性后,能明显改善其生物相容性,在减少组织粘连的同时促进细胞生长。
本报记者 张炯强