一种天然纳米纤维捕鸟蛛丝的物理化学结构表征

蜘蛛丝作为功能性结构材料, 其独特的纤维成型方法与优良的结构和性能引起许多人的关注. 从20世纪80年代开始有关蜘蛛丝的研究报道日益增加[1]. 与高温高压下或由溶剂纺丝成型的合成纤维相比, 蜘蛛丝在空气中凝固成型, 丝纤维成型安全、无害, 从腹部若干不同吐丝器产生不同种类的丝具有不同的用途[2]. 蜘蛛拖曳丝(dragline silk)的比强度大于钢丝, 且具有较大的断裂伸长率(9%～30%)[3,4], 抗张强度1.1～1.4 GPa. 在相对湿度50%和应变速率100%/min的条件下, 模量值可达10～50 GPa. 在所有已知纤维品种中, 蜘蛛丝的断裂能是最高的. 此外, 蜘蛛丝在许多方面的综合性能优于最优良的人造纤维. 另外, 蜘蛛丝的细度为已知纤度最小的天然有机纤维, 这种高性能丝具有捕捉昆虫甚至鸟类的功能, 因此蜘蛛丝是具有特异功能的天然纤维材料. 目前, 蜘蛛丝结构和性能的研究主要包括其化学组成[5]、结晶结构[6,7]、结构模型[8,9]以及其NMR表征[10]等, 这些研究揭示了蜘蛛丝的氨基酸组成、分子量及其分布、结晶度、晶胞尺寸、链构象以及结构模型等. 这些研究主要集中在少数几种蜘蛛品种上, 如金色圆网织网蛛(Nephila clavipes)、十字圆蛛(A.diadematus)和大腹圆蛛(A.ventrocosus)等. 目前, 已知的蜘蛛种类大于30 000种[11], 以蜘蛛丝为例的生物大分子材料研究是一个挑战性的课题. 国内蜘蛛丝的研究仅有大腹圆蛛拖曳丝蛋白一级结构的研究报道[12,13]. 本文报道了广西捕鸟蛛丝的红外光谱、形貌结构和原子力显微镜的初步研究结果.     

脂肪醇聚氧乙烯醚在空气-水界面上铺展单分子膜的脱附性质

采用Wilhelmy法测定脂肪醇聚氧乙烯醚在空气-水界面上铺展单分子膜的动态表面压,并由此计算动态脱附动力学参数.实验结果表明,样品铺展膜的脱附初期扩散系数约10-3～10- 4cm2/sec,远远大于溶液表面吸附的扩散系数,铺展膜的初始表面浓度越大,其初期脱附扩散系数也越大.但是从脱附整个过程看,铺展膜的初始表面浓度越大,其平均脱附速率常数越小,脱附过程是属于扩散控制和表面能垒控制共同作用的混合模式.