[业务]生物质高强纤维-蜘蛛丝

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1、生物质高强纤维蜘蛛丝生物质纤维是指利用生物体或生物提取物制成的纤维，按來源可分为动物源纤维、植物源纤维和微生物质纤维三大类。按加工方法可分为生物质天然纤维和生物质化学纤维。其中，生物质天然纤维分为植物源纤维（如：棉、麻）、动物源纤维（如：毛、蚕丝、蜘蛛丝）；生物质化学纤维分为植物源纤维（再生植物纤维素纤维、纤维素酯纤维、再生植物蛋白质纤维、海藻纤维）；动物源纤维（再生动物蛋口质纤维、甲壳素纤维、壳聚糖纤维）；微生物质纤维素纤维（细菌纤维素纤维、细菌甲壳素纤维、聚轻基脂肪酸酯纤维）等。蜘蛛丝作为生物质纤维中的一种，具有超强的韧性

2、与抗断裂机能，又同时具有质轻、抗UV与生物可分解等特点，制成纤维后可应用在科技、国防、医疗等领域。其优异的物理性质是一般纤维、犬然纤维甚至是合成纤维所无法比拟的，是一种优异的生物质高强纤维，因而引起了世界各国科学家的兴趣与关注。1、需求分析由于蜘蛛丝本身的特性，决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用需求。医疗卫生方面蜘蛛丝主要成分是蛋口质，人们冃丽尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应，这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点，科学家认为用它可以生产人工关节韧带

3、、人工肌腱、人造血管等组织，同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水一空气界面的通透性。与胶原蛋门和弹性蛋口相似，丝蛋门具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、扩展、分化和生长作用。丝基质还有机械诱导作用，通过调整丝基质的硕度，提供控制基质的最终机械特性来模仿天然机体组织的机械特性和支持宿主组织内生长，蛛丝蛋白是组织

4、工程支架材料的有力竞争者。军事方面蜘蛛丝强度大、弹性好、柔软、质轻等优良性能，尤其是具冇吸收巨大能量的能力，非常适合防弹衣的制造，它可以阻挡子弹的侵入，使弹头或弹片击入人体内的危险降到最低程度。可用来制成坦克、飞机、雷达、卫星以及军事建筑物的理想的防护罩；用于制成质量小、抗风性能好、坚固耐用的降落伞。在航空航天方面，可用作航天结构材料和织造航天服等。蜘蛛丝的高吸能功能是以大变形为前提的，如果将蜘蛛丝用作防弹衣，弹丸对人体的贯穿性损伤和非贯穿性损伤均无法防御，因此耍将蜘蛛丝应用于弹道防护产品，至少应与其他高强高模纤维合理搭配，形

5、成合理结构。美国陆军和麻省理工学院正在研究用蜘蛛丝制造一种全新的军装,这种军装不仅能成为士兵的防弹装甲，还可以口动适应不同温度环境，甚至能为生病或受伤的士兵起到一定的医疗作用。高强度材料方面蜘蛛丝可用于结构材料、复合材料和宇航员装等高强度材料。用蜘蛛丝编织成具有一定厚度的材料进行实验，可发现其强度比同样厚度的钢材高9倍，弹性比具有弹性的其它材料高2倍。I大I此，对蜘蛛丝进行进一步加工,可用于织造车轮外胎、高强度的渔网等。在建筑方面，蜘蛛丝可用做结构材料和复合材料，代替混凝土中的钢筋，应用于桥梁、高层建筑和民用建筑等，可大大减轻

6、建筑物□身的质量。纺织服用蜘蛛丝弹性好、柔软,而且穿着舒适。蜘蛛“牵引丝”通过转基因的方法让普通春蚕“大批量”吐丝，这种转基因蚕丝可以获得更多有用的功能，从而带动纺织行业的发展。2、国内外研究现状蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为占蛛亚冃、原蛛亚目和新蛛亚目。占蛛亚目的蜘蛛只能叶出一种丝，原蛛亚目的蜘蛛可吐出3种丝，新蛛亚冃的蜘蛛可吐出7种丝。不同种类的蜘蛛丝的组成差异很大，而同一种蜘蛛不同丝腺中的液状丝的氨基酸组成也有很大羞异。对蜘蛛产生的各种丝的组成和结构仅有有限的

7、信息和数据，目前大多数的相关研究是关于络新妇属蜘蛛(NephliaClaripes)腹状腺纺出的牵引丝(dragline)□1)蜘蛛丝的组成及结构蜘蛛丝的主要成分为蛋口质，如所有的蛋白质纤维一样，其组成长链蛋白质分子的单元为带不同侧链R的駄胺结构。不同种类蜘蛛丝所含氨基酸种类差异不大，为17种左右，但总的來说牵引丝、包卵丝中主耍的氨基酸成分都是甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、丝氨酸，同一蜘蛛的不同腺体内的丝蛋白的氨基酸组成也存在较大的差异。蜘蛛丝蛋白纤维屮存在结品区和非结品区。结品度约为蚕丝的55-60%o结晶区主要有聚丙氨酸链段，为

8、折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线方向呈反方向平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片。非结品区由廿氨酸，丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成。侧基较大，且其中含有活性基团，不利于肽链的整齐排列而形成非结晶区。在非结晶区，大分子多呈B螺旋结构。由于结品区主要由小侧基氨基酸链段组成，氨