材料学院张耀鹏、邵惠丽课题组老师多年来一直致力于丝素蛋白改性的研究。近日，蔡凌月等人在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上发表了题为《基于纳米二氧化钛添食育蚕法增强家蚕茧丝并提高其抗紫外能力》(Reinforced and Ultraviolet Resistant Silksfrom Silkworms Fed with Titanium Dioxide Nanoparticles)的论文。
该研究介绍了一种改性蚕丝的纳米二氧化钛添食育蚕法，通过将纳米二氧化钛粒子混入家蚕饲料，利用家蚕自身的吸收转化将纳米粒子与丝素蛋白结合，最终由家蚕结茧获得改性蚕丝。当TiO2的添食浓度为1%时，改性蚕丝的断裂强度为548± 33 MPa，断裂伸长率为16.7± 0.8%，分别比未改性蚕丝平均增加了39.2%和8.9%。经过紫外光照射3小时之后，改性蚕丝的断裂强度仅下降了15.9%，而未改性蚕丝下降了52.9%，说明改性蚕丝的抗紫外能力也有明显增强。红外光谱及同步辐射X射线衍射/散射分析结果表明，纳米TiO2粒子限制了丝素蛋白由无规卷曲/α-螺旋结构向β-折叠结构的转变，蚕丝结晶度降低，而蚕丝的晶区取向、中间相含量和中间相取向增加。
该添食育蚕法成本低，易操作，也有望适用于其他金属化合物对蚕丝的改性，且绿色环保可持续，有广阔的工业化前景。