image: （上）稀土离子增强蚕丝的制备过程和结构示意图。（下）稀土离子与丝素蛋白之间的离子-偶极和阳离子-π相互作用的示意图。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
张莹莹团队报道了一种简单、高效且可扩展的方法，即喂食桑蚕稀土离子改性桑叶，制备了强度和韧性显著提高的蚕丝纤维。稀土离子（La3+/Eu3+）可以通过添食进入蚕丝纤维，并与之形成离子-偶极或阳离子-π等相互作用。形貌与结构探究表明，稀土离子的掺入，减小了蚕丝纤维的直径，提升了无定形组分的含量与结晶组分的取向。这些相互作用与结构变化同时提高了蚕丝的强度与韧性。所得蚕丝的断裂强度、杨氏模量与韧性的平均值分别达到0.85 ± 0.07 GPa、18.0 ± 1.5 GPa与156 ± 13 MJ m−3，最大值分别为0.97 ± 0.04 GPa、19.0 ± 1.5 GPa与188 ± 19 MJ m−3。稀土离子改性蚕丝的力学性能堪比蜘蛛丝且优于添食其他材料制备的蚕丝。
研究详情请见原文：
Highly strong and tough silk by feeding silkworms with rare earth ion-modified diets
https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.09.032
Journal
Science Bulletin