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出品：科普中國

作者：石霧遙

監製：中國科普博覽

“春蠶到死絲(si) 方盡”，蠶成熟後結繭時會(hui) 分泌一種粘液，粘液凝固後會(hui) 形成長長的纖維狀的物質，便是蠶絲(si) 。

我們(men) 常說的蠶絲(si) ，到底是什麽(me) ？

蠶絲(si) 是一種純天然的含有動物蛋白質的纖維，由於(yu) 其構造和我們(men) 的皮膚類似，因此蠶絲(si) 是製作衣服、被子、護膚品等的優(you) 等的原材料。中國的蠶絲(si) 利用史可以追溯到數千年前，在漫長的曆史中，蠶絲(si) 不僅(jin) 被廣泛應用於(yu) 古代中國生活的方方麵麵，還深度融入了中國的文化之中，並成為(wei) 古代中國最重要的外貿商品。

但是由於(yu) 蠶種不同、飼養(yang) 方法不同等因素，導致蠶絲(si) 的質量並不穩定，存在高低之分，且由於(yu) 養(yang) 蠶費工費時，到了近現代，其質量和產(chan) 量越來越無法滿足需求，人們(men) 開始研發人造蠶絲(si) 的方法。

蠶與(yu) 蠶絲(si)

（圖片來源：veer圖庫）

根據食用的植物類型不同，可以將蠶分為(wei) 桑蠶、柳蠶、柞蠶、木薯蠶等多個(ge) 種類。不同的蠶分泌出來的蠶絲(si) 也是不同的，目前市麵上常見的蠶絲(si) 多為(wei) 桑蠶絲(si) 和柞蠶絲(si) 。桑蠶絲(si) 的品質要遠好於(yu) 柞蠶絲(si) 。桑蠶絲(si) 質地柔軟，有彈性，光澤度好，纖維較細。然而柞蠶絲(si) 質地較硬，沒有光澤感，因此市麵上高端的真絲(si) 衣物多為(wei) 桑蠶絲(si) 製品。

桑蠶及桑蠶絲(si)

（圖片來源：wikipedia）

柞蠶絲(si) ，明顯比桑蠶絲(si) 粗硬一些

（圖片來源：Flickr/ Dean Morley）

來了來了，人造蠶絲(si) 它來了！

但不管是桑蠶絲(si) 還是柞蠶絲(si) ，天然蠶絲(si) 的強度和彈性依然不太令人滿意。同時，它們(men) 的生產(chan) 周期較長，產(chan) 量較低，生產(chan) 的工藝相對複雜，因此製約了它的廣泛使用。近期，我國的科學家通過科學技術成功地將普通的蠶絲(si) 的性能提高，且有望實現大量的生產(chan) ，人造蠶絲(si) 真的來了！

蠶絲(si)

（圖片來源：veer圖庫）

由於(yu) 這種人造蠶絲(si) 是基於(yu) 普通蠶絲(si) 製造的，而蠶絲(si) 的主要成分為(wei) 蛋白質——蛋白質是一種相對容易變性的物質，在高溫以及環境偏酸堿性時都容易變質，所以在製作人造蠶絲(si) 的過程中，需要保持溫和的環境。

為(wei) 了保證這種溫和環境，研究者在相對較低的溫度下通過木瓜酶、碳酸鈉及十二烷基硫酸鈉等化學物質來溶解蠶絲(si) 外部的粘性外層。在保證蠶絲(si) 的絲(si) 線脫膠率較高的情況下，蠶絲(si) 的蛋白質保持了相對穩定，進而為(wei) 人造蠶絲(si) 良好的機械性能打下了基礎。隨後，進一步將蠶絲(si) 樣品加入到微管中，利用金屬離子輔助增強，在微管中進行人工紡絲(si) ，最終得到細長的“人造蠶絲(si) ”。

經儀(yi) 器測定，得到的人造蠶絲(si) 的抗拉伸強度比天然的蠶絲(si) 高出2倍。與(yu) 自然界中強度最高的天然蛛絲(si) 相比，強度也要高出70%以上。此項成果讓高性能、高品質的蠶絲(si) 的大規模生產(chan) 與(yu) 市場投入成為(wei) 了可能。此項成果也極大的推進了我國踏入紡織強國的腳步！

人造蠶絲(si) 製作過程

（圖片來源：參考文獻1）

這種高強度人造蠶絲(si) 能廣泛應用在生活的各個(ge) 方麵，最容易想到的就是紡織品領域。

由於(yu) 皮膚親(qin) 和性好，極度舒適，蠶絲(si) 一直以來就主要用於(yu) 製作各種紡織品。蠶絲(si) 被、絲(si) 綢裙等等都是以蠶絲(si) 為(wei) 原料製成的。由於(yu) 人造蠶絲(si) 的強度和拉伸性能突出，未來有望用於(yu) 生產(chan) 更加輕便的盔甲和防彈背心等。

蠶絲(si) 被

（圖片來源：veer圖庫）

蠶絲(si) 裙

（圖片來源：veer圖庫）

作為(wei) 古代文明產(chan) 物之一，加上現代科技的不斷發展與(yu) 進步，蠶絲(si) 必將得到更廣泛的推廣與(yu) 使用，蠶絲(si) 文化也必會(hui) 迎來嶄新的發展麵貌！

參考文獻：

[1] Wang J, Lin Z, et al. Artificial superstrong silkworm silk surpasses natural spider silks.Matter, 2022.

[2] Fan T, Lin Z, et al. Critical role of minor eggcase silk component in promoting spidroin chain alignment and strong fiber formation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118(38): e2100496118.

[3]白向麗(li) , 袁文肅. 天然絲(si) 的形成及人工紡絲(si) 的研究進展[J]. 生物工程學報, 2020, 36(9):12.

[4]都周雲(yun) , 姚漢強, 高忠芬,等. 人造蠶絲(si) 蛋白纖維開發現狀及應用前景[J]. 中國纖檢, 2020, No.535(04):120-121.

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