蚕丝也能人造了？

出品：科普中国

作者：石雾遥

监制：中国科普博览

“春蚕到死丝方尽”，蚕成熟后结茧时会分泌一种粘液，粘液凝固后会形成长长的纤维状的物质，便是蚕丝。

我们常说的蚕丝，到底是什么？

蚕丝是一种纯天然的含有动物蛋白质的纤维，由于其构造和我们的皮肤类似，因此蚕丝是制作衣服、被子、护肤品等的优等的原材料。中国的蚕丝利用史可以追溯到数千年前，在漫长的历史中，蚕丝不仅被广泛应用于古代中国生活的方方面面，还深度融入了中国的文化之中，并成为古代中国最重要的外贸商品。

但是由于蚕种不同、饲养方法不同等因素，导致蚕丝的质量并不稳定，存在高低之分，且由于养蚕费工费时，到了近现代，其质量和产量越来越无法满足需求，人们开始研发人造蚕丝的方法。

蚕与蚕丝

（图片来源：veer图库）

根据食用的植物类型不同，可以将蚕分为桑蚕、柳蚕、柞蚕、木薯蚕等多个种类。不同的蚕分泌出来的蚕丝也是不同的，目前市面上常见的蚕丝多为桑蚕丝和柞蚕丝。桑蚕丝的品质要远好于柞蚕丝。桑蚕丝质地柔软，有弹性，光泽度好，纤维较细。然而柞蚕丝质地较硬，没有光泽感，因此市面上高端的真丝衣物多为桑蚕丝制品。

桑蚕及桑蚕丝

（图片来源：wikipedia）

柞蚕丝，明显比桑蚕丝粗硬一些

（图片来源：Flickr/ Dean Morley）

来了来了，人造蚕丝它来了！

但不管是桑蚕丝还是柞蚕丝，天然蚕丝的强度和弹性依然不太令人满意。同时，它们的生产周期较长，产量较低，生产的工艺相对复杂，因此制约了它的广泛使用。近期，我国的科学家通过科学技术成功地将普通的蚕丝的性能提高，且有望实现大量的生产，人造蚕丝真的来了！

蚕丝

（图片来源：veer图库）

由于这种人造蚕丝是基于普通蚕丝制造的，而蚕丝的主要成分为蛋白质——蛋白质是一种相对容易变性的物质，在高温以及环境偏酸碱性时都容易变质，所以在制作人造蚕丝的过程中，需要保持温和的环境。

为了保证这种温和环境，研究者在相对较低的温度下通过木瓜酶、碳酸钠及十二烷基硫酸钠等化学物质来溶解蚕丝外部的粘性外层。在保证蚕丝的丝线脱胶率较高的情况下，蚕丝的蛋白质保持了相对稳定，进而为人造蚕丝良好的机械性能打下了基础。随后，进一步将蚕丝样品加入到微管中，利用金属离子辅助增强，在微管中进行人工纺丝，最终得到细长的“人造蚕丝”。

经仪器测定，得到的人造蚕丝的抗拉伸强度比天然的蚕丝高出2倍。与自然界中强度最高的天然蛛丝相比，强度也要高出70%以上。此项成果让高性能、高品质的蚕丝的大规模生产与市场投入成为了可能。此项成果也极大的推进了我国踏入纺织强国的脚步！

人造蚕丝制作过程

（图片来源：参考文献1）

这种高强度人造蚕丝能广泛应用在生活的各个方面，最容易想到的就是纺织品领域。

由于皮肤亲和性好，极度舒适，蚕丝一直以来就主要用于制作各种纺织品。蚕丝被、丝绸裙等等都是以蚕丝为原料制成的。由于人造蚕丝的强度和拉伸性能突出，未来有望用于生产更加轻便的盔甲和防弹背心等。

蚕丝被

（图片来源：veer图库）

蚕丝裙

（图片来源：veer图库）

作为古代文明产物之一，加上现代科技的不断发展与进步，蚕丝必将得到更广泛的推广与使用，蚕丝文化也必会迎来崭新的发展面貌！

参考文献：

[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]白向丽, 袁文肃. 天然丝的形成及人工纺丝的研究进展[J]. 生物工程学报, 2020, 36(9):12.

[4]都周云, 姚汉强, 高忠芬,等. 人造蚕丝蛋白纤维开发现状及应用前景[J]. 中国纤检, 2020, No.535(04):120-121.

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