2022年1月5日整理發(fā)布：華盛頓，2022 年 1 月 4 日——雖然絲綢最出名的是作為衣服和織物的組成部分，但這種材料有很多用途，從生物醫(yī)學(xué)到環(huán)境科學(xué)。在AIP Publishing 的Applied Physics Reviews 中，塔夫斯大學(xué)的研究人員討論了絲綢的特性以及該材料的近期和未來應(yīng)用。
絲綢是一種重要的生物材料，因?yàn)樗粫谌梭w中產(chǎn)生免疫反應(yīng)并促進(jìn)細(xì)胞的生長。它已被用于藥物輸送，并且由于該材料具有柔韌性和良好的技術(shù)特性，因此非常適合用于可穿戴和植入式健康監(jiān)測傳感器。
作為一種光學(xué)透明且易于操作的納米和微米級材料，絲綢在光學(xué)和電子領(lǐng)域也很有用。它用于開發(fā)衍射光學(xué)器件、光子晶體和波導(dǎo)，以及其他設(shè)備。
最近，絲綢已成為可持續(xù)性研究的前沿。這種材料是在自然界中制成的，可以從回收或廢棄的衣服和其他紡織品中重新加工。絲綢涂層的使用還可以減少食物浪費(fèi)，這是全球碳足跡的重要組成部分。
“我們正在繼續(xù)改進(jìn)不同學(xué)科之間的整合，”作者 Giulia Guidetti 說。“例如，我們可以使用絲綢作為藥物輸送的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，但也可以在同一設(shè)備中包含光學(xué)響應(yīng)。有朝一日可以在食品供應(yīng)鏈中使用相同的過程。想象一下，有一種涂層可以保存食物，但也可以告訴當(dāng)食物變質(zhì)時你。”
絲綢用途廣泛，通常優(yōu)于更傳統(tǒng)的材料，因?yàn)樗梢院苋菀椎剡M(jìn)行化學(xué)改性和調(diào)整以獲得某些特性，或者根據(jù)其最終用途組裝成特定形式。但是，控制和優(yōu)化這些方面取決于對材料來源的了解。
蠶自下而上組裝蠶絲的研究已經(jīng)進(jìn)行了很長時間，但仍缺乏對其構(gòu)造的全貌。該團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)了解這些過程的重要性，因?yàn)檫@可以讓他們更有效地制造材料并更好地控制最終功能。
“一個巨大的挑戰(zhàn)是大自然非常擅長做事情，比如制作絲綢，但它涵蓋了一個巨大的維度參數(shù)空間，”作者菲奧倫佐·奧梅內(nèi)托說。“對于技術(shù)，我們希望制造具有可重復(fù)性的東西，這需要能夠控制具有固有可并經(jīng)過數(shù)千年完善的過程。”
科學(xué)家們希望在未來看到更多的材料和設(shè)備使用絲綢，這可能是傳感器的一個組成部分，以獲取有關(guān)人類和環(huán)境的緊急數(shù)據(jù)。
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