雖然蠶絲以服裝和紡織品的一種成分而聞名，但實(shí)際上這種材料有著廣泛的用途，從生物醫(yī)學(xué)到環(huán)境科學(xué)都有它的身影。在近日出版的《應(yīng)用物理評(píng)論》上，來(lái)自美國(guó)塔夫茨大學(xué)的研究人員綜述了蠶絲的性能及其近期和未來(lái)應(yīng)用。
論文指出，蠶絲是一種重要的生物材料，它不會(huì)在人體中產(chǎn)生免疫反應(yīng)，并能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)，因此被用于藥物遞送。最近，蠶絲已經(jīng)進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展研究的前沿領(lǐng)域。由于該材料的柔性和良好的工藝性能，它也是理想的可穿戴和植入式健康監(jiān)測(cè)傳感器。
作為一種光學(xué)透明且在納米和微米尺度上易于操作的材料，蠶絲在光學(xué)和電子學(xué)方面大有用途，如開發(fā)衍射光學(xué)、光子晶體、波導(dǎo)以及其他設(shè)備。此外，蠶絲涂層可以用于減少食物浪費(fèi)。它可以保存食物，也能在食物變質(zhì)時(shí)進(jìn)行提示。
重要的是，這種材料是自然而成的，也可以從回收或丟棄的衣服和其他紡織品中進(jìn)行再加工。
“我們正在進(jìn)行不同學(xué)科的整合。”論文作者GiuliaGuidetti說(shuō)，“例如，我們可以將蠶絲用作藥物遞送的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，也可以在該設(shè)備中納入光學(xué)響應(yīng)。同樣的過(guò)程有朝一日可以應(yīng)用到食品供應(yīng)鏈上。”
蠶絲是“萬(wàn)能”的，通常優(yōu)于傳統(tǒng)材料，因?yàn)樗梢院苋菀椎剡M(jìn)行化學(xué)改性和調(diào)整，以獲得特定的性能，或者根據(jù)其最終用途組裝成特定的形式。然而，能否控制和優(yōu)化這些性能取決于人們的認(rèn)知。
蠶絲雖然已經(jīng)被研究了很長(zhǎng)時(shí)間，但其完整的結(jié)構(gòu)仍然缺乏科學(xué)認(rèn)知。在論文中，該團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)了理解這些科學(xué)認(rèn)知過(guò)程的重要性，因?yàn)檫@可以讓人們更有效地制造材料，并更好地控制其最終功能。
論文作者FiorenzoOmenetto說(shuō)：“大自然擅長(zhǎng)的事情很多，比如生產(chǎn)蠶絲，但它涵蓋的維度、參數(shù)空間過(guò)于龐大，這也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，我們希望制造出具有可重復(fù)性的材料，而這需要一個(gè)日漸完善的過(guò)程。”
科學(xué)家希望看到蠶絲用于更多的材料和設(shè)備，比如其可能成為傳感器不可分割的組成部分，以獲取人體或環(huán)境的各種突發(fā)數(shù)據(jù)。（王方）
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
