目前,對廢舊蠶絲及其紡織品處理大多仍采用焚燒、掩埋等方式,造成資源的極大浪費(fèi)。探索廢舊蠶絲的回收利用新技術(shù)和新工藝,提高廢舊蠶絲的回收率、實(shí)現(xiàn)廢舊蠶絲的回收再利用,有助于推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
通過向絲素蛋白溶液添加功能性材料、采用不同的紡絲工藝或后處理方式等對絲素蛋白進(jìn)行改性,可得到性能各異的再生絲素蛋白(RSF)纖維。得益于RSF優(yōu)異的生物相容性及易改性等特點(diǎn),其已在生物醫(yī)學(xué)、電子傳感、能源儲備等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
生物醫(yī)學(xué)
蠶絲屬于天然蛋白纖維,由于其生物降解性和生物相容特性,人體不會對絲素蛋白產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng),人體內(nèi)的天然酶能夠?qū)⑵浣到猓耶a(chǎn)生的氨基酸無毒性并可被人體吸收,因此可將RSF基生物材料制成各種形式,如薄膜、墊子、人造纖維、海綿、水凝膠、納米顆粒、3D結(jié)構(gòu)生物材料等,用于軟骨、韌帶、肌腱、皮膚和傷口組織的再生修復(fù)。
電子傳感
RSF主要通過 2 種方式應(yīng)用于電子傳感領(lǐng)域:一是當(dāng)作封裝材料或作為柔性基底;二是對RSF進(jìn)行改性使其具有特殊功能,從而作為主要載體。研究人員將折射率為1.55的RSF絲纖維和鈦酸鹽納米片制成的納米復(fù)合材料相結(jié)合,成功制備了一種具有高折射率的新型二維柔性基底材料,當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化時(shí),絲基多層膜會顯示出可逆的顏色變化,這一新型材料對于光學(xué)氣體傳感器的開發(fā)具有重大意義。
能源儲備
新能源發(fā)展促進(jìn)儲能設(shè)備技術(shù)水平的提高,柔性、高效、高能量密度的能源儲備材料成為研究熱點(diǎn),RSF在儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢逐漸被發(fā)掘出來。研究人員利用三元溶劑對蠶絲蛋白的溶解作用對蠶絲織物進(jìn)行預(yù)處理,然后利用苯胺單體在蠶絲織物上的原位聚合制備了聚苯胺電極織物。經(jīng)過3000次充放電循環(huán)后,聚苯胺電極織物的電容保持率仍可達(dá)99.54%,為開發(fā)具有高電化學(xué)性能的柔性織物電極提供了一種低成本、有效的方法。