出品：科普中國

作者：石霧遙

“春蠶到死絲方盡”，蠶成熟后結(jié)繭時會分泌一種粘液，粘液凝固后會形成長長的纖維狀的物質(zhì)，便是蠶絲。

(資料圖)

我們常說的蠶絲，到底是什么？

蠶絲是一種純天然的含有動物蛋白質(zhì)的纖維，由于其構(gòu)造和我們的皮膚類似，因此蠶絲是制作衣服、被子、護膚品等的優(yōu)等的原材料。中國的蠶絲利用史可以追溯到數(shù)千年前，在漫長的歷史中，蠶絲不僅被廣泛應(yīng)用于古代中國生活的方方面面，還深度融入了中國的文化之中，并成為古代中國最重要的外貿(mào)商品。

但是由于蠶種不同、飼養(yǎng)方法不同等因素，導(dǎo)致蠶絲的質(zhì)量并不穩(wěn)定，存在高低之分，且由于養(yǎng)蠶費工費時，到了近現(xiàn)代，其質(zhì)量和產(chǎn)量越來越無法滿足需求，人們開始研發(fā)人造蠶絲的方法。

蠶與蠶絲

（圖片來源：veer圖庫）

根據(jù)食用的植物類型不同，可以將蠶分為桑蠶、柳蠶、柞蠶、木薯蠶等多個種類。不同的蠶分泌出來的蠶絲也是不同的，目前市面上常見的蠶絲多為桑蠶絲和柞蠶絲。桑蠶絲的品質(zhì)要遠好于柞蠶絲。桑蠶絲質(zhì)地柔軟，有彈性，光澤度好，纖維較細。然而柞蠶絲質(zhì)地較硬，沒有光澤感，因此市面上高端的真絲衣物多為桑蠶絲制品。

桑蠶及桑蠶絲

（圖片來源：wikipedia）

柞蠶絲，明顯比桑蠶絲粗硬一些

（圖片來源：Flickr/ Dean Morley）

來了來了，人造蠶絲它來了！

但不管是桑蠶絲還是柞蠶絲，天然蠶絲的強度和彈性依然不太令人滿意。同時，它們的生產(chǎn)周期較長，產(chǎn)量較低，生產(chǎn)的工藝相對復(fù)雜，因此制約了它的廣泛使用。近期，我國的科學(xué)家通過科學(xué)技術(shù)成功地將普通的蠶絲的性能提高，且有望實現(xiàn)大量的生產(chǎn)，人造蠶絲真的來了！

蠶絲

（圖片來源：veer圖庫）

由于這種人造蠶絲是基于普通蠶絲制造的，而蠶絲的主要成分為蛋白質(zhì)——蛋白質(zhì)是一種相對容易變性的物質(zhì)，在高溫以及環(huán)境偏酸堿性時都容易變質(zhì)，所以在制作人造蠶絲的過程中，需要保持溫和的環(huán)境。

為了保證這種溫和環(huán)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(xué)物質(zhì)來溶解蠶絲外部的粘性外層。在保證蠶絲的絲線脫膠率較高的情況下，蠶絲的蛋白質(zhì)保持了相對穩(wěn)定，進而為人造蠶絲良好的機械性能打下了基礎(chǔ)。隨后，進一步將蠶絲樣品加入到微管中，利用金屬離子輔助增強，在微管中進行人工紡絲，最終得到細長的“人造蠶絲”。

經(jīng)儀器測定，得到的人造蠶絲的抗拉伸強度比天然的蠶絲高出2倍。與自然界中強度最高的天然蛛絲相比，強度也要高出70%以上。此項成果讓高性能、高品質(zhì)的蠶絲的大規(guī)模生產(chǎn)與市場投入成為了可能。此項成果也極大的推進了我國踏入紡織強國的腳步！

人造蠶絲制作過程

（圖片來源：參考文獻1）

這種高強度人造蠶絲能廣泛應(yīng)用在生活的各個方面，最容易想到的就是紡織品領(lǐng)域。

由于皮膚親和性好，極度舒適，蠶絲一直以來就主要用于制作各種紡織品。蠶絲被、絲綢裙等等都是以蠶絲為原料制成的。由于人造蠶絲的強度和拉伸性能突出，未來有望用于生產(chǎn)更加輕便的盔甲和防彈背心等。

蠶絲被

（圖片來源：veer圖庫）

蠶絲裙

（圖片來源：veer圖庫）

作為古代文明產(chǎn)物之一，加上現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展與進步，蠶絲必將得到更廣泛的推廣與使用，蠶絲文化也必會迎來嶄新的發(fā)展面貌！

參考文獻：

[1] Wang J, Lin Z, et al. Arti?cial 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, 袁文肅. 天然絲的形成及人工紡絲的研究進展[J]. 生物工程學(xué)報, 2020, 36(9):12.

[4]都周云, 姚漢強, 高忠芬,等. 人造蠶絲蛋白纖維開發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 中國纖檢, 2020, No.535(04):120-121.

標(biāo)簽： 參考文獻 方方面面