溶液體系下絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝調(diào)控機制的研究.pdf

1、蠶絲具有超強的強度和優(yōu)異的韌性，且形成條件溫和。隨著科技的發(fā)展，蠶絲已經(jīng)從傳統(tǒng)的紡織材料轉(zhuǎn)變成應(yīng)用于不同領(lǐng)域的高性能基質(zhì)材料，在材料學、醫(yī)學、光學和電學領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。越來越多的研究證明絲蛋白優(yōu)異的綜合性能同其納米組裝結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，對其納米結(jié)構(gòu)組裝調(diào)控的深入研究將有利于拓展絲蛋白在上述領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
　　為了闡明絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝調(diào)控機制，本文首先對體內(nèi)絲蛋白納米結(jié)構(gòu)進行研究。以此為基礎(chǔ)，利用再生絲蛋白水溶液，采用緩慢

2、濃縮的方法，模擬體內(nèi)絲蛋白的形成過程，研究了體外絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝過程以及相伴隨的晶體結(jié)構(gòu)變化，并探索性地研究了其調(diào)控因素。隨后，繼續(xù)深化研究電荷對絲蛋白組裝過程的調(diào)控機理。最后，在理論指導下，制備了具有優(yōu)異性能的絲蛋白材料。
　　通過對不同生長時間五齡家蠶腺體內(nèi)絲蛋白納米結(jié)構(gòu)進行研究，研究發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)存在從絲蛋白納米顆粒到納米纖維的組裝過程，絲蛋白首先形成納米顆粒，隨后納米顆粒相互連接形成短線，并在吐絲前最終形成長度在300nm左

3、右的短纖維。根據(jù)體內(nèi)實驗結(jié)果，體外模擬體內(nèi)絲蛋白的形成過程，在體外實現(xiàn)了納米顆粒到納米纖維的體外重建，研究發(fā)現(xiàn)其組裝過程不僅是一個熱力學過程，同時受動力學因素如電荷、濃度、分子運動性和親水作用等影響。通過進一步研究電荷對絲蛋白納米結(jié)構(gòu)組裝的調(diào)控作用，結(jié)果表明電荷分布對不同納米結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換具有關(guān)鍵誘導作用。最后，利用緩慢干燥的方法，成功制備了含有取向納米纖維結(jié)構(gòu)的絲蛋白材料，且其在干態(tài)下具有優(yōu)異的柔韌性，證明可以通過調(diào)節(jié)絲蛋白納米結(jié)構(gòu)和