Calcium ion-triggered liquid-liquid phase separation of silk fibroin and spinning through acidification and shear stress

丝素 纺纱 丝绸 材料科学 丝胶 化学工程 纤维 蜘蛛丝 复合材料 高分子科学 工程类
作者
Sejun Yang,Y. S. Yu,Seungchan Jo,Yehee Lee,Sanguk Son,Ki Hoon Lee
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:13
标识
DOI:10.1038/s41467-024-54588-1
摘要

Many studies try to comprehend and replicate the natural silk spinning process due to its energy-efficient and eco-friendly process. In contrast to spider silk, the mechanisms of how silkworm silk fibroin (SF) undergoes liquid–liquid phase separation (LLPS) concerning the various environmental factors in the silk glands or how the SF coacervates transform into fibers remain unexplored. Here, we show that calcium ions, among the most abundant metal ions inside the silk glands, induce LLPS of SF under macromolecular crowded conditions by increasing both hydrophobic and electrostatic interactions between SF. Furthermore, SF coacervates assemble and further develop into fibrils under acidification and shear force. Finally, we prepare SF fiber using a pultrusion-based dry spinning, mirroring the natural silk spinning system. Unlike previous artificial spinning methods requiring concentrated solutions or harsh solvents, our process uses a less concentrated aqueous SF solution and minimal shear force, offering a biomimetic approach to fiber production. Replicating natural silk spinning is of interest for its eco-friendly process. Here, the authors find that calcium ions trigger phase separation in silkworm fibroin under crowded conditions, forming fibrils with acid and shear. Based on these findings, they produce silk fiber by pultrusion-based biomimetic spinning.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
2秒前
3秒前
我是老大应助秀丽的莹采纳,获得10
3秒前
4秒前
lhy发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
物质尽头完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
orixero应助刘青青采纳,获得10
7秒前
yuko发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Fang完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI5应助海宁采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
陈藏器完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
祖天菱完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
开朗的诺言完成签到,获得积分10
12秒前
甜甜圈完成签到 ,获得积分10
12秒前
stan发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
NexusExplorer应助Druid采纳,获得10
13秒前
13秒前
pcr163发布了新的文献求助30
13秒前
罗子昂发布了新的文献求助10
14秒前
FashionBoy应助璐璐采纳,获得10
14秒前
阿飘应助喵典娜采纳,获得10
14秒前
KING完成签到,获得积分10
14秒前
xuan发布了新的文献求助10
15秒前
田小冉发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
azr应助走四方采纳,获得10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Разработка технологических основ обеспечения качества сборки высокоточных узлов газотурбинных двигателей,2000 1000
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 510
碳捕捉技术能效评价方法 500
Optimization and Learning via Stochastic Gradient Search 500
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4690190
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4062316
关于积分的说明 12560350
捐赠科研通 3759943
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2076535
邀请新用户注册赠送积分活动 1105263
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 984007