蚕丝的断裂行为及丝蛋白聚集态结构与性能的关系

【作者】 邵正中； 王瑜；

【机构】 聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学先进材料实验室和高分子科学系；

【摘要】 动物丝所展现出的超常综合力学性能与丝蛋白在多层次上的精准组装结构密切相关。我们采用控制拉丝的方法从野生柞蚕的纺器中获得了几乎没有宏观缺陷的强拉柞蚕丝,以此对其及人为赋予缺口后的强拉丝在空气和各种小分子极性介质中的拉伸行为和断裂模式等进行了深入细致的测试,结果表明1)丝在空气中的拉伸断裂面以两种具有特征形貌的裂纹增长区共存,而带缺口蚕丝则存在着两类典型的代表性拉伸行为,分别对应着被测纤维较浅的纵向裂纹和较深的纵向裂纹且重度劈裂,显示出其间丝蛋白纳米微纤规整排列的重要贡献;2)取自不同个体的强拉柞蚕丝在同种介质中的拉伸行为上的差异性,主要是因为丝纤维内部无定形区域的自由体积有所不同,而自由体积与该区域分子链的有序度以及二级结构形式有关;3)探索极性小分子和丝蛋白之间的相互作用及其造成的丝纤维在力学性能的变化是了解并区分动物丝纤维中无定型区微结构之间细小差别的有效方法。更多还原