چه خصوصیات مولکولی و ساختاری باعث می شود پارچه ابریشم Tussah یک پیشرو در برنامه های کامپوزیت زیست پزشکی و پیشرفته باشد؟

ابریشم Tussah ، یک نوع ابریشم غیر مالبری که توسط کرمهای ابریشمی وحشی آنترائای چرخیده است ، به طور فزاینده ای به عنوان یک ماده تحول در مهندسی زیست پزشکی و کامپوزیت های با کارایی بالا شناخته می شود. معماری مولکولی منحصر به فرد آن ، که با بخش بالایی از کریستالیت های β-eteet غنی از آلانین که با مناطق آمورف تحت سلطه گلیسین قرار دارند ، مشخص می شود ، آن را سازگاری مکانیکی استثنایی و زیست سازگاری دارد-ترکیبی که به ندرت در الیاف طبیعی یافت می شود. تجزیه و تحلیل اخیر طیف سنجی مادون قرمز ترانسفورماتور اخیر (FTIR) و پراش پرتو X (XRD) نشان می دهد که فیبروین ابریشم Tussah یک شاخص تبلور 15-20 ٪ بالاتر در مقایسه با ابریشم بمبیس موری را نشان می دهد و ظرفیت تحمل بار خود را در حالی که حفظ می کند ، تقویت می کند. این دوگانگی ساختاری برای کاربردهایی مانند بخیه های جراحی بسیار مهم است ، که در آن مقاومت کششی (حداکثر 500 مگاپاسکال) و انعطاف پذیری باید برای مقاومت در برابر محیط های فیزیولوژیکی پویا وجود داشته باشد.

در زمینه های زیست پزشکی ، ابریشم توه ایمنی زایی پایین و میزان تخریب آهسته (24-24 ماه در داخل بدن) آن را برای داربست های مهندسی بافت ایده آل می کند. بر خلاف پلیمرهای مصنوعی ، فرآورده های تخریب آن-که در حال حاضر اسیدهای آمینه هستند-غیر سمی هستند و یکپارچه در مسیرهای متابولیک ادغام می شوند. تحقیقات منتشر شده در علوم زیستی نشان می دهد که داربست های ابریشمی Tussah که با سلولهای بنیادی مزانشیمی کاشته شده اند ، به دلیل مکانهای ذاتی اتصال کلسیم فیبر ، خاصیتی که در اکثر منسوجات گیاهی وجود ندارد ، استئوژنز را ترویج می کند. علاوه بر این ، فعالیت ضد باکتریایی ذاتی آن ، نسبت به پپتیدهای سریسین باقیمانده ، بدون نیاز به پوشش شیمیایی ، خطرات عفونت پس از کاشت را کاهش می دهد.

برای کامپوزیت های پیشرفته ، ساختار سلسله مراتبی Silk Tussah-که از نانوالیافی به نخ های کلان در مقیاس کلان می رود-قابلمه های متناسب در ماتریس های اپوکسی یا اسید پلیلاکتیک (PLA). مطالعات میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان می دهد که توپوگرافی سطح خشن الیاف آن چسبندگی بین سطحی با پلیمرها را بهبود می بخشد و در مقایسه با همتایان فیبر شیشه ای ، قدرت خمشی کامپوزیت را 30-40 ٪ افزایش می دهد. صنایع هوافضا و خودرو در حال کشف هیبریدهای فیبر ابریشمی-کربن Tussah برای ایجاد پانل های سبک و مقاوم در برابر ضربه هستند که مطابق با استانداردهای دقیق اشتعال پذیری (رتبه بندی UL94 V-0) هستند ، به عنوان پروتئین های حاوی نیتروژن ابریشم ذاتاً احتراق را سرکوب می کنند.

پردازش نوآوری ها بیشتر ابزار خود را تقویت می کند. تکنیک های الکتروپینینگ نانوالیاف ابریشمی Tussah (قطر 50-200 نانومتر) با تخلخل قابل تنظیم برای سیستم های تصفیه هوا قادر به گرفتن PM0.3 ذرات در راندمان 99.97 ٪ تولید می کنند. در همین حال ، سوخت های زیستی آنزیمی امکان حذف انتخابی سرسین را بدون آسیب رساندن به یکپارچگی فیبروین ، دستیابی به موفقیت برای ایجاد فیلم های ابریشمی فوق العاده نازک و رسانا که در زیست سنجشهای انعطاف پذیر استفاده می شود ، فراهم می کند. با افزایش تولید دایره ، سازگاری Silk Tussah با حلال های مایع یونی امکان بازیافت حلقه بسته را فراهم می کند-تضاد شدید با کولار یا نایلون مشتق از نفت.

همگرایی بیوشیمیایی ذاتی ، تطبیق پذیری ساختاری و پردازش کارآیی ، نقش خود را در علم مواد نسل بعدی ، ایجاد شکاف بین پایداری زیست محیطی و تقاضای تکنولوژیکی برش ، نشان می دهد.