高強韌耐酸蛋白纖維

新材料及其應用

傳統工程蛋白纖維在分子水平上難以同時實現優異的機械性能和出色的環境耐受性，特別是在極端酸性條件下，纖維內部結構的穩定性和力學性能難以維持。基于此挑戰，團隊開發出一種基于金屬離子配位作用的雙網絡結構策略。通過調控重組蛋白中的蛋白模塊序列、二級結構及模塊間相互作用，實現精確調控纖維的機械性能和分子結構穩定性。通過引入金屬離子配位及戊二醛交聯網絡，形成纖維內部雙網絡結構，顯著提升纖維的機械性能和環境耐受性。所開發的雙網絡蛋白纖維拉伸斷裂強度為500 MPa，優于多種天然及重組蛋白纖維材料。在強酸性（pH=1）環境下，纖維仍能維持其原有力學性能，表現出優異的酸環境耐受特性。

在本項成果中，纖維被編織成手術縫線，應用于大鼠胃穿孔傷口的縫合，與商用手術縫線相比，愈后狀態良好，未出現傷口粘連與明顯炎癥反應。相關成果已在知名國際期刊Adv. Mater.發表。該成果驗證了金屬配位作用及雙網絡結構對纖維材料機械性能和環境抗逆性的提升作用，為工程蛋白纖維的個性化定制提供了技術方法，耐酸蛋白纖維可應用于生物醫學、材料科學等多個領域，為推動工程蛋白纖維的應用邁出了重要一步。