蜘蛛絲成絲機(jī)理的研究.pdf

1、該文以廣泛分布于中國各地的大腹園蛛為對(duì)象,研究了大腹園蛛主腺體內(nèi)絲蛋白溶液的分子量和氨基酸組成,并利用圓二色光譜和拉曼光譜分析了蜘蛛在不同成絲階段絲蛋白的分子構(gòu)象和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,以期了解蜘蛛主腺體內(nèi)絲蛋白的分子組成及其生物紡絲機(jī)制.用拉曼光譜及原子力顯微鏡研究了不同成絲速度和成絲方式下蜘蛛主腺體絲的分子構(gòu)象和微細(xì)結(jié)構(gòu),并分析了其力學(xué)性能,以揭示成絲條件和方式對(duì)蜘蛛絲結(jié)構(gòu)和性能的影響.采用麻醉的方法研究蜘蛛在逐步失去自我控制的過程中分

2、泌的牽引絲的力學(xué)行為,以探索蜘蛛對(duì)成絲的控制能力與纖維性能間的關(guān)系,分析了成絲張力和濕度對(duì)牽引絲力學(xué)性能的影響.研究結(jié)果表明:蜘蛛主腺體絲蛋白由一個(gè)200kDa和另一個(gè)約300kDa的亞基組成;絲蛋白的氨基酸組成以甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸為主;絲蛋白液在蜘蛛主腺體內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)因剪切應(yīng)力、流動(dòng)伸長、管徑變化等因素的影響而發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化,部分α-螺旋和無規(guī)卷曲構(gòu)象的分子逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊構(gòu)象,出吐絲口后,牽引絲由于在空氣中受到的拉伸使β-折疊結(jié)

3、構(gòu)的分子數(shù)進(jìn)一步增加,分子鏈取向增加;成絲速度和方式均會(huì)影響蜘蛛牽引絲的結(jié)構(gòu)和性能,隨卷取速度的增加,牽引絲的斷裂強(qiáng)度在10-20mm/s范圍內(nèi)有一最大值,并且在纖維強(qiáng)度的最佳點(diǎn),其β-折疊特征峰的強(qiáng)度最大,分子鏈的取向最佳,斷裂伸長率和斷裂比功整體呈下降趨勢(shì),同時(shí)牽引絲表面的粗糙度因成絲速度而不同;蜘蛛垂直下落時(shí)分泌的牽引絲的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率及斷裂比功均比相似速度下人工卷取的牽引絲大得多,且纖維內(nèi)β-折疊構(gòu)象特征峰的強(qiáng)度以及β-折