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吃点碳纳米管,让蚕丝更强壮

2016年10月26日2:50 未解之谜网

北京清华大学的研究团队在蚕宝宝吃的桑叶中加入了碳纳米管或是石墨烯,结果发现大幅提升了蚕丝的性质。

许多小学生都有过养蚕宝宝的经验,这些白白胖胖的小虫整天就是吃桑叶,一阵子之后就会吐丝作茧,基本上小学生的观察任务大概就到此为止了。但是就如同大家所熟知的,蚕丝是具有相当高经济价值的产物。蚕丝是蚕结茧时所分泌的丝液所凝结而成的长纤维。根据考古结果,早在四千多年前,中国就已经知道利用蚕丝来制成丝线,并制作简单的纺织物。现在蚕丝除了作为高级服装材料之外,还可以经过各种加工而有其他新的用途。
但是对材料科学家而言,为了要改变蚕丝的性质,主要是利用各种物理或化学方法来改变蚕丝的特性。另外一种方法的概念就更简单了。既然蚕丝是由蚕宝宝吐出来的,那么改变蚕宝宝的饮食配方,说不定也可以改变吐出来的蚕丝的特性,让蚕直接吐出不同成份的蚕丝。这种方法并不是凭空得来。科学家已经在蜘蛛上试过类似的方法,并且已经证明这是个可行的方法。
所以北京清华大学的张盈盈团队决定改变蚕宝宝的每日餐点,在桑叶上喷上浓度为百分之零点二的石墨烯或是碳纳米管溶液然后让蚕宝宝跟平常一样吃掉这些加料桑叶,吐丝结茧。目前看起来似乎对蚕宝宝没有明显的不良反应。

Credit: ACS

Credit: ACS

他们对这些加料蚕丝进行了测试,结果发现这些吃了碳纳米管或是石墨烯的蚕宝宝,蚕丝的延展性比一般蚕丝大了百分之五十。而且如果把蚕丝加热到1050度让蚕丝碳化的话,会发现蚕丝是可以导电的。这表示加在桑叶上的这些新口味的确改变了之后蚕丝的性质,几乎相当于是制造出了超级蚕丝。
只是对科学家来说,他们目前还搞不清楚蚕宝宝是怎么把这些碳纳米管或是石墨烯在他们体内与蚕丝的成份结合在一起。但是这个方法已经受到相当大的重视,因为这可表示可能可以用这种很简单的方法来大量制造更高强度的蚕丝,进而应用衣物或是医学材料中。而这蚕丝会有导电性的新性质,或许可能让未来的衣物有机会跟电子元件整合在一起,而成为智慧衣。
看来材料科学家大概会开始喂蚕宝宝吃各种奇怪的材料,看看会不会出现另一种超级蚕丝。
原始论文
Feeding Single-Walled Carbon Nanotubes or Graphene to Silkworms for Reinforced Silk Fibers, Nano Letters (2016).
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03597

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