研究发现改变蚕的饮食习惯可以使纺丝强度提高2倍

日本东北大学的研究人员通过对蚕的饮食进行简单的调整，自然生产出了纳米纤维素（CNF）合成的蚕丝。将CNF与市售食物混合后喂养蚕，可使蚕的丝更结实、更有韧性。他们的研究成果于2021年2月1日发表在《材料与设计》杂志上。

“当我们意识到蚕生产丝绸的流动聚焦方法是CNF的纳米纤维排列的最佳方法时，我们就有了研究的想法，”东北大学材料工程师成田说，他是这项研究的共同作者。

蚕丝通常与纺织业有关。但由于它的强度和弹性特性，它的用途非常广泛。其生物相容性使其甚至可以安全地在人体内部使用。正因为如此，研究人员一直在研究进一步强化丝绸的方法。然而，迄今为止所研究的工艺需要使用对人类和环境有害的有毒化学物质。

然而，以前基于CNF的合成材料由于缺乏纳米纤维排列，即使有昂贵的设备，也很少表现出机械方面的改进。相比之下，蚕以流动为中心的方法生产蚕丝。蚕丝通过其唾液腺分散，使纤维丝沿流动方向定向，从而实现更好的纳米纤维排列。

纤维素纳米纤维–从植物中提取的纤维，已被提炼到微观层面–在合成低成本、轻质、高强度和可持续的纳米复合材料（如丝绸）方面显示出了希望。

在本研究中，研究人员将蚕幼虫分为三组，用含有不同数量的氯化萘含量的食物饲养。研究小组对抽丝纤维进行了强度测试，发现其强度约为非CNF喂养蚕丝的2倍。”我们的研究结果展示了一种环保的方式，只需将CNF作为饵料，就能生产出可持续的生物材料。”成田说。