仿蜘蛛丝纤维
•结构和性能
•蜘蛛丝蛋白的剖析 蜘蛛丝 蜘蛛丝蛋白的溶解和纺丝 •仿蜘蛛丝纤维的应用
蜘蛛丝的结构和性能
1,蜘蛛丝属于蛋白质纤维,一般蜘蛛丝包含捕 捉丝(捕获猎物),径向丝(辐条状)及圆周网 丝三种类型的丝(有的蜘蛛能产生八种类型的 丝)。捕捉丝蛋白在蜘蛛的鞭毛腺体中合成,而 径向丝和圆周丝蛋白则在蜘蛛的壶腹腺中合成。 蜘蛛的腺体液离开蜘蛛身体后立即固化成蛋白质 纤维,固化后的蜘蛛丝不溶于水并具有优良的性 质 2,蜘蛛丝有一些被称为原纤的纤维束组成。
和民用建筑等的结构材料和复合材料。 农业和食品方面;用做捕捞网具,代 替造成白色污染的包装塑料等
医疗和保健方面
防弹背心
防刺服 防割手套 防割不燃手套 及臂套
谢谢!
仿蜘蛛丝纤维
未来的生物钢
2013-8-1
中文名:仿蜘蛛丝纤维
简介
英文名:man-made spider fiber 别名:人造蜘蛛丝纤维
在自然界中,蜘蛛生产着最细的丝线, 并用这种丝线织成蛛丝网,用以捕获 猎物,赖以生存,繁衍后代。科学家 们开始注意到蜘蛛丝非同一般的性能。
性能
(1 )蜘蛛丝很细而强度却很高,它比人发 还细,而强度却比钢丝还要大。 (2)它的弹性和柔韧性都很好,耐冲击力 强。 (3)它无论在干燥状态还是在潮湿状态下 都有很好的性能。 (4)蜘蛛丝有很好的耐低温性能。 (5)蜘蛛丝是有蛋白质构成的,是生物可 降解的,因而对环境是无害的。
黑寡妇
蜘蛛丝性能
4,蜘蛛丝 弹性、伸长、韧性及抗断裂性好 5,质轻、耐紫外线、比重 6,初始模量大、断裂功大、韧性强的特性, 是加工特种纺织品的首选原料。
蜘蛛丝蛋白的剖析和合成
生产蜘蛛丝蛋白的三 种途径 1,利用动物 (奶牛或奶羊)来 生产 2,利用微生物 (细菌或酵母菌) 来生产 3,利用植物来 生产
圃蜘园蛛 圃蜘园蛛 圃蜘园蛛
蜘蛛丝的分子特性
从电子显微镜下观察蜘蛛丝, 可发现,蜘蛛丝有点类似悬 吊桥梁的大钢索,中间有一 根主要的钢索,而周围又以 其他较小的钢索缠绕着
电 子 显 微 镜 下 蜘 蛛 丝 的 结 构
外观上又细又柔软的,蜘蛛丝之所以 具有极好的弹性和强度,其原因在于: 1.不规则的蛋白质分子链,这使蜘 蛛丝具有弹性; 2.规则的蛋白质分子链,这又使蜘蛛丝具有强度。
第一种途径
将能复制蜘蛛丝蛋白的合成基因移植到山羊, 山羊生产的羊奶中就含有类似于蜘蛛丝蛋白 的蛋白质 魁北克 加拿大Nexia生物技术公司宣布已经获得成 功,山羊生产的羊奶中就含有类似于蜘蛛丝 蛋白的蛋白质, 用这种蛋白质生产的纤维 取名生物钢,其强度比芳纶大3.5倍。
第二种途径
利用卫生微生物来生产蜘蛛丝蛋白,这种方 法是将能生产蜘蛛丝蛋白的基因移植给微生 物,使该种微生物在繁殖过程中大量生产类 似于蜘蛛丝蛋白的蛋白质。 如,美国杜邦公司通过基因移植技术能合成 出高分子量的类似于蜘蛛拉索丝蛋白的蛋白 质
第三种途径
利用植物来生产蜘蛛丝蛋白。这种方法是 将能生产蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给植 物,如花生、烟草和土豆等作物,使这些 植物能大量生产类似与蜘蛛丝蛋白的蛋白 质,然后将蛋白质提取出来作为生产仿蜘 蛛丝的原料 如,德国植物遗传与栽培研究所通过合成 基因移植给烟草和土豆,所培植出的转基 因烟草和土豆含有可观数量的类似于蜘蛛 丝蛋白的蛋白质
仿蜘蛛丝 的关键技术
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蜘蛛丝蛋白 的制备
纺丝过程 的仿生
利用转基因技术,将蜘蛛的相 关基因转移到细菌、植物体、 哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞 中, 生成蜘蛛丝蛋白质,并进 行提纯
蜘蛛所用的“纺丝液” 是水作溶剂
仿蜘蛛丝纤维的应用
军事方面;防弹衣,坦克和飞机的 装甲 航空航天方面;宇航服,复合材料 建筑方面;用于制造桥梁、高层建筑
1. 蜘蛛丝的结构经扫描电镜观 测,蜘蛛丝内部结构透明、无孔 隙。 2,蜘蛛丝横截面接近圆形 。蜘 蛛丝的纵向形态是丝中央有一道 凹形痕迹,平均直径为6.9 m, 蜘蛛丝在水中会发生截面膨胀, 径向收缩。
蜘蛛丝性能
1,强度大:一般的蜘蛛丝强度比钢丝大
5倍,而美国南部有种“黑寡妇” 蜘蛛, 它的强度比钢丝大10倍。 2,耐低温:蜘蛛丝在-40摄氏度时仍能保 持其弹性,只有在更低的温度下才变硬, 在低温下使用,这种纤维特别明显是 3,可降解无污染:蜘蛛丝是由蛋白质组 成