纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、材料學(xué)院張耀鵬、邵惠麗教授課題組多年來(lái)一直致力于絲素蛋白改性的研究。近日，該課題組通過(guò)對(duì)家蠶喂食含二氧化鈦納米粒子的人工飼料，成功制備了力學(xué)性能顯著增強(qiáng)且抗紫外能力明顯改善的天然蠶絲。該添食育蠶法成本低、易操作，且綠色環(huán)?？沙掷m(xù)，對(duì)大規(guī)模制備高性能動(dòng)物絲有重要意義，具有廣闊的工業(yè)化前景。

9月21日，美國(guó)《化學(xué)化工新聞》（Chemical & Engineering News）以“Worms With A TiO2 Diet Spin Superstrong Silk?”為題報(bào)道了該項(xiàng)目（第39卷37期，26頁(yè)，新聞鏈接：http://cen.acs.org/articles/93/i37/Worms-TiO2-Diet-Spin-Superstrong.html）。創(chuàng)刊于1923年的《化學(xué)化工新聞》是世界化學(xué)與化工領(lǐng)域重要的新聞雜志，主要報(bào)道該領(lǐng)域最新的重大成果、學(xué)術(shù)熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題。

據(jù)該新聞報(bào)道，蠶絲是一種天然蛋白質(zhì)纖維，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，但它還不是自然界中最優(yōu)異的天然纖維。蜘蛛絲與其相比，強(qiáng)度更大、韌性更強(qiáng)。但蜘蛛不易養(yǎng)殖，蛛絲無(wú)法量產(chǎn)，因此蠶絲的改性顯得尤為重要。東華大學(xué)張耀鵬教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)使用含有納米二氧化鈦粒子的人工飼料喂蠶，得到了改性蠶絲的方法(ACS Sustainable Chem. Eng. 2015, DOI:10.1021/acssuschemeng.5b00749)。前人曾使用含染料的人工飼料喂食家蠶得到有色蠶絲。受此啟發(fā)，張耀鵬、蔡凌月等認(rèn)為添食育蠶法改性蠶絲比對(duì)蠶絲進(jìn)行后處理要簡(jiǎn)單得多。該小組添食TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為4%，雖然大部分的二氧化鈦被家蠶排泄出體外，但少量的納米TiO2仍可結(jié)合進(jìn)入蠶絲。家蠶進(jìn)食添加了1% TiO2的人工飼料后，所得蠶絲脫膠后含有0.005 wt%的鈦元素，纖維強(qiáng)度和抗紫外能力均顯著提高。添食2% TiO2的蠶絲性能與未改性的蠶絲接近，添食濃度進(jìn)一步增加，所得蠶絲性能則降低。

9月初，該項(xiàng)目論文《基于納米二氧化鈦添食育蠶法增強(qiáng)家蠶繭絲并提高其抗紫外能力》(Reinforced and Ultraviolet Resistant Silks from Silkworms Fed with Titanium Dioxide Nanoparticles)在《美國(guó)化學(xué)會(huì)可持續(xù)化學(xué)與工程》（ACS Sustainable Chem. Eng.）上在線(xiàn)發(fā)表，作者單位為纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和東華大學(xué)材料學(xué)院。該期刊為美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊，著重于綠色化學(xué)與工程相關(guān)議題，2014年影響因子為4.642，在化學(xué)工程類(lèi)SCI期刊排名8/134。

 圖：進(jìn)食了添加1% TiO2飼料的家蠶（左）和所得蠶繭（右）