Những đặc tính phân tử và cấu trúc nào làm cho vải lụa Tussah trở thành người đi đầu trong các ứng dụng tổng hợp y sinh và tiên tiến?

Tussah Silk, một biến thể lụa không phải là dâu do antheraea lụa hoang dã, ngày càng được công nhận là một vật liệu biến đổi trong kỹ thuật y sinh và vật liệu tổng hợp hiệu suất cao. Kiến trúc phân tử độc đáo của nó, được đặc trưng bởi tỷ lệ cao các tinh thể β-tấm giàu alanine xen kẽ với các vùng vô định hình do glycine thống trị, cho phép khả năng thích nghi cơ học đặc biệt và khả năng tương thích sinh học, một sự kết hợp hiếm khi được tìm thấy trong các sợi tự nhiên. Phân tích quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier gần đây (FTIR) và phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy rằng sợi xơ Tussah Silk, biểu hiện chỉ số tinh thể cao hơn 15 %20% so với lụa Bombyx mori, tăng cường khả năng chịu tải của nó trong khi vẫn giữ được độ co giãn. Tính hai mặt cấu trúc này rất quan trọng đối với các ứng dụng như chỉ khâu phẫu thuật, trong đó độ bền kéo (lên tới 500 MPa) và tính linh hoạt phải cùng tồn tại để chịu được môi trường sinh lý động.

Trong bối cảnh y sinh, Tussah lụa Tỷ lệ miễn dịch thấp và tốc độ suy giảm chậm (6 tháng24 tháng in vivo) làm cho nó trở nên lý tưởng cho các giàn giáo kỹ thuật mô. Không giống như các polyme tổng hợp, các sản phẩm phụ xuống cấp của nó, chủ yếu là các axit amin, không độc hại và tích hợp liền mạch vào các con đường trao đổi chất. Nghiên cứu được công bố trên Khoa học vật liệu sinh học chứng minh rằng các giàn giáo lụa Tussah được gieo bằng các tế bào gốc trung mô thúc đẩy quá trình tạo xương do các vị trí liên kết canxi vốn có, một tài sản vắng mặt trong hầu hết các loại hàng dệt may thực vật. Hơn nữa, hoạt động kháng khuẩn bẩm sinh của nó, được quy cho các peptide sericin còn lại, làm giảm nguy cơ nhiễm trùng sau cấy ghép mà không cần phủ hóa học.

Đối với các vật liệu tổng hợp tiên tiến, cấu trúc phân cấp của Tussah Silk, được phân loại từ các nanofibrils đến các sợi quy mô vĩ mô, các vật liệu được thiết kế riêng trong ma trận epoxy hoặc polylactic (PLA). Các nghiên cứu kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) cho thấy các sợi của nó, địa hình bề mặt thô của nó cải thiện độ bám dính giữa các polyme, tăng cường độ uốn tổng hợp lên 30% 40% so với các đối tác sợi thủy tinh. Các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô đang khám phá các giống lai bằng sợi lụa Tussah để tạo ra các tấm nhẹ, chống va chạm, đáp ứng các tiêu chuẩn dễ cháy nghiêm ngặt (xếp hạng UL94 V-0), khi các protein có chứa nitơ lụa.

Xử lý đổi mới hơn nữa khuếch đại tiện ích của nó. Các kỹ thuật điện tử tạo ra các sợi nano lụa Tussah (đường kính 50200200) với độ xốp có thể điều chỉnh cho các hệ thống lọc không khí có khả năng thu được các hạt PM0.3 với hiệu suất 99,97%. Trong khi đó, quá trình sinh học enzyme cho phép loại bỏ chọn lọc sericin mà không gây tổn hại cho tính toàn vẹn của u xơ, một bước đột phá để tạo ra các màng lụa cực đoan, dẫn điện được sử dụng trong cảm biến sinh học linh hoạt. Khi sản xuất tròn tăng lực kéo, khả năng tương thích của Tussah Silk với dung môi chất lỏng ion cho phép tái chế vòng kín, một sự tương phản rõ rệt với kevlar hoặc nylar có nguồn gốc từ dầu mỏ.

Sự hội tụ của sinh hóa bẩm sinh Tussah Silk, tính linh hoạt về cấu trúc và xử lý hiệu quả sinh thái Vai trò của nó trong khoa học vật liệu thế hệ tiếp theo, thu hẹp khoảng cách giữa tính bền vững sinh thái và nhu cầu công nghệ tiên tiến.