蜘蛛絲成絲機理的研究.pdf

1、該文以廣泛分布于中國各地的大腹園蛛為對象,研究了大腹園蛛主腺體內(nèi)絲蛋白溶液的分子量和氨基酸組成,并利用圓二色光譜和拉曼光譜分析了蜘蛛在不同成絲階段絲蛋白的分子構象和聚集態(tài)結構的變化,以期了解蜘蛛主腺體內(nèi)絲蛋白的分子組成及其生物紡絲機制.用拉曼光譜及原子力顯微鏡研究了不同成絲速度和成絲方式下蜘蛛主腺體絲的分子構象和微細結構,并分析了其力學性能,以揭示成絲條件和方式對蜘蛛絲結構和性能的影響.采用麻醉的方法研究蜘蛛在逐步失去自我控制的過程中分

2、泌的牽引絲的力學行為,以探索蜘蛛對成絲的控制能力與纖維性能間的關系,分析了成絲張力和濕度對牽引絲力學性能的影響.研究結果表明:蜘蛛主腺體絲蛋白由一個200kDa和另一個約300kDa的亞基組成;絲蛋白的氨基酸組成以甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸為主;絲蛋白液在蜘蛛主腺體內(nèi)流動時會因剪切應力、流動伸長、管徑變化等因素的影響而發(fā)生結構的變化,部分α-螺旋和無規(guī)卷曲構象的分子逐漸轉變?yōu)棣?折疊構象,出吐絲口后,牽引絲由于在空氣中受到的拉伸使β-折疊結

3、構的分子數(shù)進一步增加,分子鏈取向增加;成絲速度和方式均會影響蜘蛛牽引絲的結構和性能,隨卷取速度的增加,牽引絲的斷裂強度在10-20mm/s范圍內(nèi)有一最大值,并且在纖維強度的最佳點,其β-折疊特征峰的強度最大,分子鏈的取向最佳,斷裂伸長率和斷裂比功整體呈下降趨勢,同時牽引絲表面的粗糙度因成絲速度而不同;蜘蛛垂直下落時分泌的牽引絲的斷裂強力、斷裂伸長率及斷裂比功均比相似速度下人工卷取的牽引絲大得多,且纖維內(nèi)β-折疊構象特征峰的強度以及β-折