多功能、高功能织物

1、功能纤维：功能纤维：具有特定功能，诸如吸水、高弹、防紫外、抗茵、具有特定功能，诸如吸水、高弹、防紫外、抗茵、抗静电等性能的纤维叫功能纤维。抗静电等性能的纤维叫功能纤维。第二节 高功能织物功能纤维按用途分为生活用功能纤维和工业用功能纤维。功能纤维按用途分为生活用功能纤维和工业用功能纤维。按功能分为吸水吸湿纤维、抗菌防臭纤维、抗静电纤维、导电按功能分为吸水吸湿纤维、抗菌防臭纤维、抗静电纤维、导电纤维、防紫外纤维、芳香纤维等。如表中所示。纤维、防紫外纤维、芳香纤维等。如表中所示。功能纤维简介主要介绍以下几种纤维主要介绍以下几种纤维高吸水纤维高吸水纤维(superabsorbent fiber)阻燃纤

2、维阻燃纤维(fire-retardant fiber)抗静电纤维抗静电纤维(antistatic fiber)抗菌纤维（抗菌纤维（ antibacterial fiber ）防紫外线纤维（防紫外线纤维（UV resistant fiber）高吸水纤维(superabersorbent fiber)定义：定义：高吸水纤维的持点是能够吸收比自重大数十倍、高吸水纤维的持点是能够吸收比自重大数十倍、数百倍乃至千倍的水，吸水速度快，即使施加压力也数百倍乃至千倍的水，吸水速度快，即使施加压力也难于将水挤出，当外界温度降低时，吸收的水分可自难于将水挤出，当外界温度降低时，吸收的水分可自行扩散出来。行扩散出来

3、。高吸水性纤维用途：高吸水性纤维用途：纤维状高吸水材料吸水表面积大，吸水速度快，手纤维状高吸水材料吸水表面积大，吸水速度快，手感柔软，大大拓宽了高吸水性材料的应用范围，尤其适感柔软，大大拓宽了高吸水性材料的应用范围，尤其适合制造高吸水性纺织品。合制造高吸水性纺织品。分类：分类：高吸水性树脂按原料可分为三大类：淀粉系高吸水性树脂按原料可分为三大类：淀粉系（淀粉接枝、羧甲基化等）；纤维素系（纤维素羧甲（淀粉接枝、羧甲基化等）；纤维素系（纤维素羧甲基化、接枝等）；合成聚合物系（包括聚丙烯酸系、基化、接枝等）；合成聚合物系（包括聚丙烯酸系、聚乙烯醇系等）。其中聚丙烯酸（盐）类占高吸水性聚乙烯醇系等）。

4、其中聚丙烯酸（盐）类占高吸水性树脂总产量的树脂总产量的 80以上。这类高分子交联体属于离以上。这类高分子交联体属于离子型电解质，吸水能力特别强，且贮运方便。子型电解质，吸水能力特别强，且贮运方便。高吸水纤维(superabersorbent fiber)物理改性是将一般纤物理改性是将一般纤维与吸水性纤维混纺，维与吸水性纤维混纺，也可在一般纤维中加也可在一般纤维中加入吸水性粉末，或者入吸水性粉末，或者将高吸水性树脂的分将高吸水性树脂的分散溶液涂覆在一般纤散溶液涂覆在一般纤维或纤维造品上以提维或纤维造品上以提高纤维的吸水率。高纤维的吸水率。高吸水纤维(superabersorbent fiber)

5、制备：制备：两种方法两种方法 纤维的亲水化改性纤维的亲水化改性化学处理则是用化学处理则是用一般纤维与反应一般纤维与反应性物质反应制取性物质反应制取高吸水性纤维。高吸水性纤维。+阻燃纤维(fire-retardant fiber)定义：定义：在接触火焰时不产生明火，或虽起火燃烧但离开火源后在接触火焰时不产生明火，或虽起火燃烧但离开火源后迅速自行熄灭的纤维，称为阻燃纤维或难燃纤维。天然有机纤迅速自行熄灭的纤维，称为阻燃纤维或难燃纤维。天然有机纤维和大多数化学纤维均为可燃和易燃纤维，仅有氯纶等少数纤维和大多数化学纤维均为可燃和易燃纤维，仅有氯纶等少数纤维是难燃纤维。维是难燃纤维。阻燃纤维的用途：阻燃

6、纤维的用途：广泛用于室内装饰、交通运输、防护及工业广泛用于室内装饰、交通运输、防护及工业等领域，如床上用品、窗帘、地毯、沙发套、军事设施的防护等领域，如床上用品、窗帘、地毯、沙发套、军事设施的防护用品，兵工厂、炼油厂、煤矿、炼钢厂操作人员的工作服，飞用品，兵工厂、炼油厂、煤矿、炼钢厂操作人员的工作服，飞机、火车、汽车等交通工具上的纺织品，儿童玩具等。阻燃纤机、火车、汽车等交通工具上的纺织品，儿童玩具等。阻燃纤维的广泛使用可大大降低火灾的发生次数，提高安全性。维的广泛使用可大大降低火灾的发生次数，提高安全性。阻燃纤维(fire-retardant fiber)1共聚法共聚法 在成纤高聚物的合成过

7、程中，将含有磷、硫等阻燃在成纤高聚物的合成过程中，将含有磷、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体引入大分子链中，经纺丝制成阻燃元素的化合物作为共聚单体引入大分子链中，经纺丝制成阻燃纤维。如腈氯纶就是由丙烯腈与偏二氯乙烯或丙烯腈与氯乙烯纤维。如腈氯纶就是由丙烯腈与偏二氯乙烯或丙烯腈与氯乙烯共聚得到的阻燃纤维。共聚得到的阻燃纤维。 2共混法共混法 将阻燃剂加入纺丝液中制成阻燃纤维。也可采用皮将阻燃剂加入纺丝液中制成阻燃纤维。也可采用皮芯型复合纺丝，使阻燃剂位于纤维芯层，普通聚合物作为皮芯型复合纺丝，使阻燃剂位于纤维芯层，普通聚合物作为皮层既可防止阻燃剂过早分解而影响阻燃性，又能保持纤维原层既可防止阻燃

8、剂过早分解而影响阻燃性，又能保持纤维原有的外观。有的外观。制备：制备：目前，阻燃纤维主要的制造方法有四种目前，阻燃纤维主要的制造方法有四种阻燃纤维(fire-retardant fiber)3接枝改性法接枝改性法 用放射线、高能量电子束或化学引发剂，使纤用放射线、高能量电子束或化学引发剂，使纤维与乙烯基型的阻燃单体发生接枝共聚、这是一种有效而持久维与乙烯基型的阻燃单体发生接枝共聚、这是一种有效而持久的阻燃改性方法。维氯纶是由聚乙烯醇和氯乙烯通过接枝共聚的阻燃改性方法。维氯纶是由聚乙烯醇和氯乙烯通过接枝共聚而得到的阻燃纤维。而得到的阻燃纤维。 4后处理改性法后处理改性法 将湿法纺丝过程中的初生纤

9、维，用含有添加将湿法纺丝过程中的初生纤维，用含有添加型阻燃剂的溶液处理，使阻燃剂渗入到纤维内部而获得阻燃性。型阻燃剂的溶液处理，使阻燃剂渗入到纤维内部而获得阻燃性。粘胶纤维、腈纶、维纶等常用此法赋予其一定的阻燃性。粘胶纤维、腈纶、维纶等常用此法赋予其一定的阻燃性。抗菌纤维（antibacterial fiber）定义：定义：抗菌纤维一般由维纶、锦纶、脂纶、丙纶等常规纤维经接抗菌纤维一般由维纶、锦纶、脂纶、丙纶等常规纤维经接枝共聚、共混或后加工等改性处理而制成的能抗微生物的纤维。枝共聚、共混或后加工等改性处理而制成的能抗微生物的纤维。该类纤维对某些细菌有抑制作用。该类纤维对某些细菌有抑制作用。抗

10、菌剂主要有金属化合物、有机硅季铵盐类和苯酚等。抗菌剂主要有金属化合物、有机硅季铵盐类和苯酚等。用途：用途：医护方面可用于绷带、手术衣、口罩、病员服、卫生巾、医护方面可用于绷带、手术衣、口罩、病员服、卫生巾、床单、过滤织物等，可防止病菌的二次传染。食品行业用于工作床单、过滤织物等，可防止病菌的二次传染。食品行业用于工作服、围裙、抹布、食品包装等可避免污染。用于服装、装饰及产服、围裙、抹布、食品包装等可避免污染。用于服装、装饰及产业用品，可提高卫生性相舒适性，改善生活环境。业用品，可提高卫生性相舒适性，改善生活环境。抗菌原理抗菌原理三三. 抑止法抑止法:抗菌剂放出正离子，中和细菌的细胞壁上的负离子

11、，抗菌剂放出正离子，中和细菌的细胞壁上的负离子，当细菌于分裂生长时细胞壁因而破裂，细胞质流出细菌体外，便当细菌于分裂生长时细胞壁因而破裂，细胞质流出细菌体外，便细菌无法继续繁殖，达到有效的抑止细菌的目的。细菌无法继续繁殖，达到有效的抑止细菌的目的。1穿透法穿透法:抗菌剂穿透细菌的细胞壁，进入细菌体内，破坏细抗菌剂穿透细菌的细胞壁，进入细菌体内，破坏细胞质杀死细菌。胞质杀死细菌。二二. 挚息法挚息法:抗菌剂包围细菌的细包壁，使细菌无法呼吸窒息而死。抗菌剂包围细菌的细包壁，使细菌无法呼吸窒息而死。抗菌纤维（antibacterial fiber）抗菌纤维（antibacterial fiber）四

12、种抗菌纤维生产方法四种抗菌纤维生产方法第一类第一类:甲壳素纤维为淬取甲壳动物的甲壳，将之接枝到棉花上面，使用甲壳素纤维为淬取甲壳动物的甲壳，将之接枝到棉花上面，使用生物的灭菌方式，安全性良好，但因为甲壳素生产成本极高，此生物的灭菌方式，安全性良好，但因为甲壳素生产成本极高，此种抗菌纤维数量有限，售价极高。种抗菌纤维数量有限，售价极高。第二类第二类:抗菌聚酯棉。生产方法为熔融纺丝，具有抗菌效果的银均匀的抗菌聚酯棉。生产方法为熔融纺丝，具有抗菌效果的银均匀的分布在纤维中，不会因为水洗染色而降低此产品的抑菌效果，分布在纤维中，不会因为水洗染色而降低此产品的抑菌效果，此产品亦为现有抗菌纤维中，最具长效

13、型的一种抗菌棉此产品亦为现有抗菌纤维中，最具长效型的一种抗菌棉.适用于适用于生产各种抗菌产品，为应用范团最广的一种产品生产各种抗菌产品，为应用范团最广的一种产品.抗菌纤维（antibacterial fiber）第三类第三类:抗菌嫘萦棉抗菌嫘萦棉 嫘萦的生产方法为溶剂纺丝，将抗菌剂放入溶剂中，嫘萦的生产方法为溶剂纺丝，将抗菌剂放入溶剂中，和缧萦同时抽丝成型，溶剂蒸发之后，抗菌剂留存于嫘萦纤维中，和缧萦同时抽丝成型，溶剂蒸发之后，抗菌剂留存于嫘萦纤维中，此种抗菌棉因为抗菌剂缓慢的从纤维中释放出来而产生良好的灭此种抗菌棉因为抗菌剂缓慢的从纤维中释放出来而产生良好的灭菌效果，也因为属于释出型，纤维的

14、抗菌效果有时间性。菌效果，也因为属于释出型，纤维的抗菌效果有时间性。第四类第四类:此种产品为使用电镀的方法，将铜电镀到纤维上，具有抗菌效果此种产品为使用电镀的方法，将铜电镀到纤维上，具有抗菌效果的铜均匀的分布在纤维上，具有良好的抑菌效果，属于长效型的的铜均匀的分布在纤维上，具有良好的抑菌效果，属于长效型的一种抗菌棉。一种抗菌棉。抗静电纤维(antistatic fiber)分类：分类：抗静电性包括暂时性和永久性两种。抗静电性包括暂时性和永久性两种。 暂时性：指在化学纤维生产加工过程中，采用各种抗静电暂时性：指在化学纤维生产加工过程中，采用各种抗静电油剂对纤维处理，使之具有一定的抗静电功能，便于

15、加工的顺油剂对纤维处理，使之具有一定的抗静电功能，便于加工的顺利进行，而当纤维加工成最终产品时，抗静电性能随之消失。利进行，而当纤维加工成最终产品时，抗静电性能随之消失。 永久性抗静电纤维不但在纺织加工过程中具有抗静电作用，永久性抗静电纤维不但在纺织加工过程中具有抗静电作用，加工成纺织成品后在其使用过程中仍具有抗静电性能。通常所加工成纺织成品后在其使用过程中仍具有抗静电性能。通常所说的抗静电纤维主要指后者。说的抗静电纤维主要指后者。抗静电纤维(antistatic fiber)抗静电纤维(antistatic fiber)抗静电纤维(antistatic fiber)抗静电纤维(antista

16、tic fiber)抗静电纤维(antistatic fiber)抗静电纤维(antistatic fiber)防紫外线纤维（UV resistant fiber）定义：定义：一种防紫外线穿透的纤维。一种防紫外线穿透的纤维。性能：性能：防紫外线纤维具有优良的紫外线屏蔽性，穿着舒适防紫外线纤维具有优良的紫外线屏蔽性，穿着舒适性以及耐光、对皮肤无伤害的安全性。性以及耐光、对皮肤无伤害的安全性。防紫外线纤维（UV resistant fiber）制备方法：三种方法三种方法TiO2ZnOCaCO3陶土添加剂与高聚物单体共聚制得防紫外线共聚物，然后纺成防紫外线纤维利用浸渍法、印花法或吸尽法将添加剂附着在

17、纤维材料上，制成防紫外线纤维通过涂层的方法将添加剂附着在纤维的表面形成防紫外线层感光高分子材料感光高分子材料 在光照射下能迅速发生物理或化学变化，经过在光照射下能迅速发生物理或化学变化，经过一定的处理过程，可以得到记录影像的高分子材料。一定的处理过程，可以得到记录影像的高分子材料。光交联型高分子光交联型高分子光分解型高分子光分解型高分子光致变色高分子光致变色高分子感光高分子材料感光高分子材料在光照下，分子链间能发生交联偶合反应的感光性高分子。在光照下，分子链间能发生交联偶合反应的感光性高分子。聚乙烯醇肉桂酸酯聚乙烯醇肉桂酸酯生成的交联产物不溶于有机溶剂。当用适当溶剂（显影液）冲生成的交联产物不

18、溶于有机溶剂。当用适当溶剂（显影液）冲洗时，未感光部分被冲洗下来，而感光部分因不溶解而保留下洗时，未感光部分被冲洗下来，而感光部分因不溶解而保留下来，结果得到与底片相反的图像（负图像来，结果得到与底片相反的图像（负图像, ,即负性光刻胶）。即负性光刻胶）。 CH2 CH nC = OCH = CHOCH2 CH nC = OCH CHOCH = CHC = OCH CH2 nOCH CHC = OCH CH2 nOhv交联在光照下，高分子侧链上的基团发生分解的感光性高分子。在光照下，高分子侧链上的基团发生分解的感光性高分子。 hvORN2C = ORRCOOH- N2H2O受光照的部分溶于显影

19、液（稀碱液），而未受光照部分则保受光照的部分溶于显影液（稀碱液），而未受光照部分则保持不变，显出图像，称为持不变，显出图像，称为正图像正图像。邻重氮醌邻重氮醌不溶于稀碱液不溶于稀碱液烯酮烯酮茚甲酸茚甲酸可溶于稀碱中可溶于稀碱中正、负性光刻胶可以用于制造集成电路、照相底片、印刷、激正、负性光刻胶可以用于制造集成电路、照相底片、印刷、激光光盘等很多方面。光光盘等很多方面。 在光照后化学结构发生变化前后对可见光的吸收波长不同，显在光照后化学结构发生变化前后对可见光的吸收波长不同，显示出颜色变化，停止光照后又恢复原来的颜色的高分子。示出颜色变化，停止光照后又恢复原来的颜色的高分子。hvCH2N = O

20、HO N+O-NO2O-CH+NO2无色无色蓝色蓝色可制备各种光色太阳镜、电焊镜、护目镜，各种玻璃窗，军可制备各种光色太阳镜、电焊镜、护目镜，各种玻璃窗，军事用伪装材料，密写信息材料等。事用伪装材料，密写信息材料等。 BUILDING WITH AIR The Armys AirBeam is designed for easily erected temporary buildings like medical buildings and aircraft hangars. You just unroll it, inflate it and your tent is standing up

21、, said Jean Hampel of the Army Soldier Natick Center, which is developing the technology. A prototype is being used for a medical aid center in Iraq.Glass/PP Commingled YarnNylon Wrapped Carbon RovingHybrid Yarn DevelopmentUse of hybrid yarns in combination with textile preforms enhances the potenti

22、al of textile preform composites in high performance applications. Hybrid yarns can be manufactured through different ways including cowrapping, core spinning and commingling, aiming to give uniform distribution of matrix and reinforcement fibers as well as to reduce the damage of reinforcing fibers

23、. Currently work is carried on commingling and wrapped yarns.在制备纤维上，有两种考虑：生物可降解，分解为水和CO2，参加自然界的大循环。原料来自生物体，不耗用燃料资源，利用太阳能，将CO2和水由叶绿素来合成高分子或高分子原料，典型的例子是：Lyocell和Ingeo，将详细介绍仿生技术：这是更新一代的技术，其实早就开始了，棉（中空），麻、丝（异形），毛（复合）。现在在更高层次上仿生。美國新經濟雜誌預言，仿生是未來人類開創更美好新世界的八大科技之一！ 自然界生物的各种奇妙功能：蜘蛛絲的强韧性；蜻蜓出色的飞行本领；苍蝇的多种特殊功能；孔

24、雀、蝴蝶美丽的翅膀；夜间活动型蛾（Night Moth）的眼蜂巢奇妙的构造蟑螂灵敏的感知能力啄木鳥的腦殼有最緊密組織的抗震骨骼；墨魚的瞬間加速可以達到每小時20哩；蜂鳥飛行600哩旅程耗費不到十分之一盎司的能量；荷花叶面有絕佳的抗污性 (self-cleaning properties )和撥水性 (water repellent )；生物的骨骼構造比鋼鐵強硬；自然生命世界蘊藏所有科技的奧秘與答案。 飞行之王！贝壳珍珠层是普通陶瓷碳酸钙贝壳珍珠层是普通陶瓷碳酸钙, 但比单相碳酸钙陶但比单相碳酸钙陶瓷高瓷高23个数量级。最外层是角质层个数量级。最外层是角质层,内表层是珍内表层是珍珠层珠层, 中间

25、是棱柱层。珍珠层组成相的是文石晶体中间是棱柱层。珍珠层组成相的是文石晶体正交结构碳酸钙正交结构碳酸钙, 其余是有机基质和少量的水。因其余是有机基质和少量的水。因此它是一种天然陶瓷基复合材料。研究表明此它是一种天然陶瓷基复合材料。研究表明, 其中其中的文石晶体呈多边形的文石晶体呈多边形, 它们交叉叠层它们交叉叠层, 堆砌成非常堆砌成非常整齐有序的结构整齐有序的结构, 片层之间是有机基质。片层之间是有机基质。竹纤维包含多层厚薄相间竹纤维包含多层厚薄相间的层的层, , 每层中的微纤维以每层中的微纤维以不同的升角分布不同的升角分布, , 相邻层相邻层间升角逐渐变化间升角逐渐变化, , 避免了避免了几何

26、和物理方面的突变几何和物理方面的突变, , 层间结合大为改善据此提层间结合大为改善据此提出仿生纤维双螺旋型出仿生纤维双螺旋型, , 实实验表明其压缩变形要比普验表明其压缩变形要比普通纤维高倍以上。通纤维高倍以上。动物长骨外形为中间细长两端粗大动物长骨外形为中间细长两端粗大, , 并圆滑过渡并圆滑过渡到中部到中部, , 避免了应力集中避免了应力集中, , 有利于应力的减缓有利于应力的减缓, , 与肌肉相互配合使肢体持重比提高与肌肉相互配合使肢体持重比提高, , 受此启发把受此启发把短纤维设计成哑铃状短纤维设计成哑铃状, , 经理论计算经理论计算, , 可得到端球可得到端球与纤维直径的最佳比值。与

27、纤维直径的最佳比值。 这种结构的复合材料强这种结构的复合材料强度提高了度提高了1.41.4倍。倍。分形树纤维模型，可同时提高材料的强度和韧性。分形树纤维模型，可同时提高材料的强度和韧性。首先用焊锡将钢单丝按预先设计的结构焊接而得首先用焊锡将钢单丝按预先设计的结构焊接而得到人造纤维，到人造纤维， 将纤维以预定的分叉角固定在模中，将纤维以预定的分叉角固定在模中， 最后将环氧树脂倒入模中。有二级分叉纤维和无最后将环氧树脂倒入模中。有二级分叉纤维和无分叉纤维试样。结果表明具有分叉结构的纤维拔分叉纤维试样。结果表明具有分叉结构的纤维拔出力和拔出能随分叉角的增加而增加出力和拔出能随分叉角的增加而增加, 且

28、大于无且大于无分叉纤维试样。纤维对断裂功的贡献为纤维拔出分叉纤维试样。纤维对断裂功的贡献为纤维拔出能的平均值能的平均值, 于是纤维的拔出能越大于是纤维的拔出能越大,纤维对复合纤维对复合材料断裂韧性的贡献越大。因此分形树结构的纤材料断裂韧性的贡献越大。因此分形树结构的纤维可以提高复合材料的断裂韧性。维可以提高复合材料的断裂韧性。人脑各个神经细胞的连接极为复杂人脑各个神经细胞的连接极为复杂, 据称一个神据称一个神经与其周围的约万个神经原有通信联系。如此复经与其周围的约万个神经原有通信联系。如此复杂的连接即便利用目前电子技术中先进的大规模杂的连接即便利用目前电子技术中先进的大规模集成电路也是无论如何

29、做不到的集成电路也是无论如何做不到的, 再一个特点是再一个特点是它的功耗甚少。它的功耗甚少。在大脑的皮质有许多褶皱在大脑的皮质有许多褶皱, 这是一种用较少体积这是一种用较少体积增加表面积的办法增加表面积的办法, 从而承担大量信息的传递。从而承担大量信息的传递。大脑皮质的这种结构正好适宜于高密度封装。人大脑皮质的这种结构正好适宜于高密度封装。人们用叠层等方法增加界面面积们用叠层等方法增加界面面积, 在三维空间进行在三维空间进行布线布线, 从而大大提高了封装密度。从而大大提高了封装密度。Ref: Vollrath F., Strength and Structure of Spiders Silk

30、s, Reviews in Molecular Biotechnology, 2000, 74: 67-83 节能、经济节能、经济环保环保高效高效耗能小、产品高性能耗能小、产品高性能历经数亿年演化历经数亿年演化蜘蛛丝蛋白蜘蛛丝蛋白的制备的制备纺丝过程纺丝过程的仿生的仿生利用转基因技术，将蜘蛛利用转基因技术，将蜘蛛的相关基因转移到细菌、的相关基因转移到细菌、植物体、哺乳动物的乳腺植物体、哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞中，进行表上皮或肾细胞中，进行表达，生成蜘蛛丝蛋白质，达，生成蜘蛛丝蛋白质，并进行提纯并进行提纯蜘蛛所用的蜘蛛所用的“纺丝液纺丝液”是水作溶剂。是水作溶剂。“纺丝纺丝”前，前，“纺丝液纺

31、丝液”在丝腺内在丝腺内呈液晶态，并以呈液晶态，并以晶型为主。在其晶型为主。在其成丝流动过程中，成丝流动过程中， 结构向结构向反向反向平行折叠结构转变并且丝条从水中平行折叠结构转变并且丝条从水中分相出来，丝条一旦形成了分相出来，丝条一旦形成了反平反平行结构就不再溶于水。行结构就不再溶于水。成功获得重组蜘蛛丝蛋白成功获得重组蜘蛛丝蛋白 美国麻省的国家陆年生物化学指挥中心和加拿大魁美国麻省的国家陆年生物化学指挥中心和加拿大魁北克内克夏生物科技公司（北克内克夏生物科技公司（Nexia BioteehnologiesNexia Bioteehnologies）从蜘蛛身上抽取出蜘蛛基因植入山羊体内，让羊奶

32、从蜘蛛身上抽取出蜘蛛基因植入山羊体内，让羊奶具有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将羊奶具有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，这种丝又称中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，这种丝又称为生物钢（为生物钢（Bio-SteelBio-Steel）。）。用此种方法生产的人造基因蜘蛛丝比钢强用此种方法生产的人造基因蜘蛛丝比钢强4 4至至5 5倍，倍，而有如蚕丝般的柔软和光泽。可用来制造手术缝线，而有如蚕丝般的柔软和光泽。可用来制造手术缝线，耐磨服装，还能制成具有防御功能且柔软的防弹衣。耐磨服装，还能制成具有防御功能且柔软的防弹衣。据说，现今使用据说，现今使用Kevl

33、erKevler制成的防弹衣，还不及人造制成的防弹衣，还不及人造基因蜘蛛丝制的防弹衣。基因蜘蛛丝制的防弹衣。湿纺湿纺湿纺湿纺吐丝口压丝部共通管后区中区前区后部丝腺后部丝腺中部丝腺中部丝腺合成丝素合成丝素弯弯曲曲的细管弯弯曲曲的细管分子形态：分子形态：SilkI无规卷曲、无规卷曲、螺旋螺旋溶液状态：凝胶溶液状态：凝胶蛋白质浓度：蛋白质浓度：12 15%粘度：中粘度：中无光学活性无光学活性高的含水量高的含水量合成丝胶合成丝胶,水分流失水分流失较粗较粗分子形态：分子形态：SilkI无规卷曲、无规卷曲、螺旋螺旋溶液状态溶液状态:凝胶凝胶凝胶凝胶溶胶溶胶蛋白质浓度：蛋白质浓度：25%粘度：高粘度：高高高

34、中等中等微双折射微双折射水分流失水分流失,离子交换，离子交换， pH下降，粘度减少。下降，粘度减少。逐渐变细，象一个圆锥逐渐变细，象一个圆锥形的喷丝头形的喷丝头无规卷曲、少量无规卷曲、少量结构结构溶液状态：溶液状态：溶胶溶胶向列型液晶向列型液晶蛋白质浓度：蛋白质浓度：30%粘度：低粘度：低吐丝管 Silk II60%水流失水流失反平行反平行结结构构直径直径: 2.02.51.2mm剪切剪切速率速率: 0.0060.0030.03/s pH: 5.65.25.0直径直径: 0.05-0.3mm 剪切剪切速速率率: 2-400/s (400-2000/s)pH: 4.8 前部前部丝腺丝腺直径直径:

35、 0.4-0.8mm 剪切剪切速率速率: 0.1-0.8/spH: 6.9蚕的成丝流程示意图蚕的成丝流程示意图调整调整Ca2+、Mg2+、K+等浓等浓度度浓度渐高、浓度渐高、pH值渐小、值渐小、 -折叠构象渐多折叠构象渐多无规卷曲无规卷曲(Ref. 4)When the silk proteins reach the spinnerets the silk proteins have hardened from their previous liquid form. The crystalline structure of the proteins have aligned themselves to create the silk structure. The final product is a