Koja molekularna i strukturna svojstva čine svilenu tkaninu tusah predvodnikom u biomedicinskoj i naprednoj kompozitnoj primjeni?

TUSSAH SILK, varijanta svile bez mulberstva koju je vrtila divljih Antheraea svilena glista, sve se više prepoznaje kao transformativni materijal u biomedicinskom inženjerstvu i kompozitima visokih performansi. Njegova jedinstvena molekularna arhitektura, karakterizirana visokim udjelom kristalita β-listova bogate alaninom isprepletenim s amorfnim regijama koje dominira glicinom, dodjeljuje je izuzetnu mehaničku prilagodljivost i biokompatibilnost-kombinacija se rijetko pronađena u prirodnim vlaknima. Nedavna analiza infracrvene spektroskopije Fourier-Transform (FTIR) i rendgenske difrakcije (XRD) otkrivaju da fibroin Tussah svile pokazuje indeks viših kristalnosti od 15–20% u usporedbi s Bombyx Mori svilom, poboljšavajući svoj kapacitet opterećenja, istovremeno zadržavajući elastičnost. Ova strukturna dvojnost kritična je za primjene poput kirurških šavova, gdje vlačna čvrstoća (do 500 MPa) i fleksibilnost mora koegzistirati da bi izdržala dinamička fiziološka okruženja.

U biomedicinskim kontekstima, Tusah svila Niska imunogenost i spora stopa razgradnje (6–24 mjeseca in vivo) čine je idealnom za skele inženjerskog tkiva. Za razliku od sintetičkih polimera, njegovi nusprodukti razgradnje-prije svega aminokiseline-netoksični su i integriraju se neprimjetno u metaboličke puteve. Istraživanje objavljeno u biomaterijalima Science pokazuje da skele od svile od tusaha zasađene mezenhimskim matičnim stanicama promiču osteogenezu zbog inherentnih mjesta za vezanje kalcija vlakana, svojstvo koje je odsutno u većini biljnih tekstila. Nadalje, njegova urođena antibakterijska aktivnost, koja se pripisuje rezidualnim sericinskim peptidima, smanjuje rizik od infekcije nakon implantacije bez potrebe za kemijskim oblozima.

Za napredne kompozite, hijerarhijska struktura TUSSAH SILK-a-odvijajući se od nanofibrila do makro-skalnih pređe-omogućava pojačanje u matricama epoksi ili polilaktične kiseline (PLA). Studije mikroskopije atomske sile (AFM) pokazuju da gruba površinska topografija njezinih vlakana poboljšava interfacijalnu adheziju s polimerima, povećavajući kompozitnu fleksibilnu čvrstoću za 30–40% u usporedbi s kolegama od staklenih vlakana. Aerospace i Automotive Industries istražuju hibride od svilenih ugljikovih vlakana s tusama kako bi stvorili lagane ploče otporne na udarce koje udovoljavaju strogim standardima zapaljivosti (UL94 V-0 ocjena), jer svileni proteini koji sadrže dušik sameteno supteresiraju izgaranje.

Obrada inovacija dodatno pojačava svoju korisnost. Tehnike elektrospinninga proizvode tusah svilene nano vlakne (promjera 50–200 nm) s prilagodljivom poroznošću za sustave filtracije zraka koji mogu uhvatiti PM0.3 čestice pri 99,97% učinkovitosti. U međuvremenu, enzimsko biofiniranje omogućava selektivno uklanjanje sericina bez oštećenja integriteta fibroina, proboj za stvaranje ultra tankih, vodljivih svilenih filmova koji se koriste u fleksibilnim biosenzorima. Kako kružna proizvodnja dobiva privlačnost, kompatibilnost svilenog svile s ionskim tekućim otapalima omogućuje recikliranje zatvorene petlje-izrazito kontrast Kevlaru ili najlonu koji potiče od nafte.

Konvergencija urođene biokemije, strukturne svestranosti i ekološkog obrade cementira uloga u znanosti o materijalnim znanostima nove generacije, premošćivanjem jaza između ekološke održivosti i vrhunske tehnološke potražnje.