小时候许多人都有养蚕宝宝的经验,看着蚕宝宝吃着桑叶、慢慢化蛹的过程十分疗愈。但最令小密惊奇的,还是听到老师说,古代有钱人都穿着这些蚕宝宝“吐丝做成”的衣服,当下便觉得怎么可能?只能说生命真的很奥妙。
就是因为这些吐出来的蚕丝含有自然的蛋白质纤维,才能编织成高档的丝绸布料,蚕丝丝绸不但亮丽舒适,更结实耐用。事实上很多昆虫都有吐丝的活动,神奇的是,其中只有蚕宝宝吐出来的才能加工纺织成布料,可是古人早就知道这件事,因此他们专精于发展蚕丝技术长达好几世纪。
▼亮丽丝绸示意图
而近年来,蚕丝的研究已经达到一种新的高峰,许多科学家在实验中使用染料、其他分子,供蚕食用来改变他们蚕丝的性质,但这一次他们吐出来的蚕丝,让研究人员吓呆了。
“蚕丝在纺织工业里越来越重要,因为蚕丝的强力抗拉扯性以及光滑的外表,让许多人越来越重视这一块。”对研究人员来说,创造出更坚硬的蚕丝就是他们的终极目标,同时人们也在研究新材料纳米奈管以及石墨烯的真实应用。
▼蚕宝宝结蛹后,取蚕丝示意图
来自清华大学的张莹莹教授与他的同事用桑叶喂养着蚕宝宝,他们在桑叶上喷上了含有0.2%纳米碳管以及石墨烯成分的物质,在让蚕宝宝吃下去。之后他们便收获了蚕丝,他们意外的发现这种蚕丝有着惊人的性质。
这些被碳强化的蚕丝比普通蚕丝更坚韧,能多承受50%的张力,其硬度还是原来的两倍,这简直可以拿来玩蜘蛛人游戏了。
二者,因为里面内含着纳米碳管与石墨烯,在高温加热到1050度的时候(没错,还不会烧坏),这种新的蚕丝还有导电性。目前其导电的性质与属性还没有详细的数据,但人们相信这与未来的智慧纺织品以及感应材料领域有着非常重大的突破。
▼蜘蛛人游戏示意图(真的是图,不要按)
虽然这种材料看起来充满希望,但是目前还有很多疑点尚未解决。首先,以商业化的角度来说,我们不知道石墨烯以及纳米碳管有没有低成本大量生产的方式;再者,以生物的角度来看,学者还不知道这些物质是怎么进入蚕丝里面的,研究人员仅关注着蚕丝的性质变化,而生物体内的变化就要交给其他专业-生物学者们来研究才行。
这项研究论文已发表在《Nano Letters》期刊上。