Hangi moleküler ve yapısal özellikler Tussah ipek kumaşını biyomedikal ve gelişmiş kompozit uygulamalarda bir öncü haline getirir?

Vahşi Antheraea ipekböceği tarafından döndürülen bir malber ipek varyantı olan Tussah ipek, biyomedikal mühendisliği ve yüksek performanslı kompozitlerde dönüştürücü bir malzeme olarak giderek daha fazla tanınmaktadır. Glisin baskın amorf bölgelerle serpiştirilmiş yüksek oranda alan açısından zengin β-tabakalı kristalitlerle karakterize benzersiz moleküler mimarisi, olağanüstü mekanik uyarlanabilirlik ve biyo-uyumluluk-doğal liflerde nadiren bulunan bir kombinasyon sağlar. Son Fourier-Transform kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri, Tussah Silk’in fibroininin bombiye mori ipek ile karşılaştırıldığında% 15-20 daha yüksek bir kristallik indeksi sergilediğini ve esnekliği korurken yük taşıma kapasitesini arttırdığını ortaya koymaktadır. Bu yapısal ikilik, gerilme mukavemeti (500 MPa'ya kadar) ve dinamik fizyolojik ortamlara dayanmak için esnekliğin bir arada olması gereken cerrahi sütürler gibi uygulamalar için kritiktir.

Biyomedikal bağlamlarda, Tussah ipek Düşük immünojenisite ve yavaş bozunma oranı (in vivo 6-24 ay) doku mühendisliği iskeleleri için idealdir. Sentetik polimerlerin aksine, bozunma yan ürünleri-esasen amino asitler-toksik değildir ve sorunsuz bir şekilde metabolik yollara entegre olur. Biyomalzeme biliminde yayınlanan araştırmalar, mezenkimal kök hücrelerle tohumlanan Tussah ipek iskelelerin, fiberin doğal kalsiyum bağlayıcı bölgeleri nedeniyle osteogenezi desteklediğini, çoğu bitki bazlı tekstillerde bulunmayan bir özellik olduğunu göstermektedir. Ayrıca, kalıntı serisi peptitlerine atfedilen doğuştan gelen antibakteriyel aktivitesi, kimyasal kaplamalar gerektirmeden implant sonrası enfeksiyon risklerini azaltır.

Gelişmiş kompozitler için, Tussah Silk’in hiyerarşik yapısı-nanofibrillerden makro ölçekli ipliklere kadar-epoksi veya polilaktik asit (PLA) matrislerinde uyarlanmış takviyeyi sağlar. Atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) çalışmaları, liflerinin pürüzlü yüzey topografisinin polimerlerle arayüzey yapışmasını artırdığını ve kompozit bükülme mukavemetini cam elyaf meslektaşlarına kıyasla% 30-40 arttırdığını göstermektedir. Havacılık ve uzay ve otomotiv endüstrileri, ipekin azot içerikli proteinleri yanını doğal olarak bastırdığı için sıkı yanıcı standartları (UL94 V-0 derecesi) karşılayan hafif, darbeye dayanıklı paneller oluşturmak için Tussah ipek-karbon fiber hibritlerini araştırıyor.

İşleme yenilikleri faydasını daha da artırır. Elektrospinning teknikleri,% 99.97 verimlilikte PM0.3 partikülleri yakalayabilen hava filtrasyon sistemleri için ayarlanabilir gözeneklilik ile Tussah ipek nanofiberler (50-200 nm çap) üretir. Bu arada, enzimatik biyofinasyon, esnek biyosensörlerde kullanılan ultra ince, iletken ipek filmler oluşturmak için bir atılım olan fibroin bütünlüğüne zarar vermeden serisin seçici olarak çıkarılmasına izin verir. Dairesel üretim çekiş kazandıkça, Tussah Silk’in iyonik sıvı çözücülerle uyumluluğu, petrolden türetilmiş kevlar veya naylon ile kesin bir kontrast olan kapalı döngü geri dönüşümünü sağlar.

Tussah Silk’in doğuştan gelen biyokimyasının yakınsaması, yapısal çok yönlülüğü ve eko-verimli işleme, ekolojik sürdürülebilirlik ve son teknolojik talep arasındaki boşluğu doldurarak yeni nesil malzeme bilimindeki rolünü çimentolar.