蛛絲和纖維素均為生物基聚合物,作為未來的可持續材料,其具有很強的應用潛能。絲和纖維素可在性能方面互補,適用于制備復合材料。在復合材料中,纖維素可形成增強基,而絲蛋白可作為堅韌的基材。這種材料在復合過程中面臨的一個主要挑戰是保持結構和功能的平衡。材料強度的提高通常意味著其延展性的降低,反之亦然。芬蘭阿爾托(Aalto)大學與國家技術研究中心(VTT)的研究人員已成功克服這一難題。他們使用具有三嵌段結構的重組蛋白,構建一種包含末端纖維素親和模塊的結構改性蛛絲。纖維素納米級原纖維和三嵌段蛋白的流動性結合可生產連續纖維。研究采用的蛛絲并非來自蜘蛛,而是具有合成DNA的細菌的產物。
研究人員開發出一種堅固而有彈性的新型生物基材料(圖1和圖2),該材料將來有望作為生物基復合材料的組分部分替代現有的塑料產品,有可能用于內科、外科領域或紡織業及包裝業。

圖1 靜電紡制備的生物基絲

圖2 人工合成絲