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  蠶吐絲的過程是“綠色”制造的典范，桑蠶僅通過調節離子、pH值和剪切拉伸，就能在普通自然環境下將絲蛋白加工為力學性能優異的蠶絲。整個過程不需要高溫高壓，也不需要有機溶劑和復雜的溶解紡絲流程。因此破譯蠶的紡絲機制，清晰理解蠶絲的構效關系，對合成高性能化學纖維有重要的啟發作用。

圖 3 不同條件下的絲蛋白原子力顯微鏡圖像。(A)-(B)模擬絲腺體溶液的圖像及(C)高度數據和(D)長度分布。(E)桑蠶絲腺體中的絲蛋白溶液的圖像。(F)90處理6h后的較高濃度（0.001%wt）絲蛋白溶液。(G)高度數據和(H)長度分布。(I)，(L)160水熱后的絲蛋白溶液(J)，(K)對應的高度數據。

  隨后他們使用之前工作中開發的纖維網絡分析程序FN-DLS (Nanoscale, 2022, 14, 5044)，從原子力顯微鏡圖像中提取網絡結構，計算絲蛋白分子和網絡的形態特征。在單纖維水平上，絲蛋白分子的持續長度平均約為63 nm，與輪廓長度和網絡的孔徑尺寸(54 nm)相近，屬于半柔性纖維。在網絡水平上，絲蛋白網絡的平均交聯數為2.98，分形維數為1.60，網絡處于幾何逾滲，尚未達到剛性逾滲。這暗示絲蛋白網絡的網絡結構可以作為一個整體對應力做出響應，實現從無序網絡向高度取向排布的轉變。

 視頻 2 絲蛋白網絡的剪切變形模擬

  綜合分析后提出：在儲存過程中，無序網絡結構可以防止絲蛋白過早聚集、組裝、結晶和凝膠化；在紡絲過程中，幾何逾滲有利于網絡對外部張力和剪切流的快速響應，利于高度有序的向列結構形成，有助于液晶相和反平行β-折疊的形成。因此，它會促進絲蛋白在紡絲過程中從無序狀態到有序狀態的轉變，以及從溶液態到固體纖維的轉變。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00105