The Fractal Network Structure of Silk Fibroin Molecules and Its Effect on Spinning of Silkworm Silk

丝素 丝绸 纺纱 材料科学 高分子科学 分形 复合材料 丝胶 家蚕 分形维数 数学 化学 生物化学 基因 数学分析
作者
Shuo Yang,Chenxi Zhao,Yunhao Yang,Jing Ren,Shengjie Ling
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (8): 7662-7673 被引量:45
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c00105
摘要

Animal silk is usually considered to exist as a solid fiber with a highly ordered structure, formed by the hierarchical assembly starting from a single silk fibroin (SF) chain. However, this study showed that silk protein molecules existed in the form of a fractal network structure in aqueous solution, rather than as a single chain. This type of network was relatively rigid with low fractal dimension. Finite element analysis revealed that this network structure significantly helped in the stable storage of SF prior to the spinning process and in the rapid formation of a β-sheeted nanocrystalline and nematic texture during spinning. Further, the strong but brittle mechanical properties of Bombyx mori silk could also be well-explained through the fractal network model of silk fibroin. The strength was mainly derived from the dual network structure, consisting of nodes and β-sheet cross-links, whereas the brittleness could be attributed to the rigidity of the SF chains between these nodes and cross-links. In summary, this study presents insights from network topology for understanding the spinning process of natural silk and the structure–property relationship in silk materials.
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
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
LLH完成签到,获得积分10
1秒前
ffgg12138发布了新的文献求助20
2秒前
mouse完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
Yjweei完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.4应助比迪奇采纳,获得10
8秒前
王cc完成签到,获得积分10
8秒前
思源应助王超超采纳,获得10
8秒前
龙子黄完成签到 ,获得积分10
10秒前
谢雷XIELei应助taipingyang采纳,获得10
10秒前
11秒前
吴祥坤发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
大个应助Euplectella采纳,获得10
12秒前
12秒前
Infinite_zhao完成签到,获得积分10
13秒前
烟花应助lm18994782585采纳,获得20
13秒前
13秒前
在水一方应助just do it采纳,获得10
14秒前
xiaochao发布了新的文献求助10
14秒前
着急的接收应助Aysu采纳,获得10
16秒前
16秒前
liuyiduo发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
难过蓝天完成签到,获得积分10
18秒前
chi发布了新的文献求助10
19秒前
molihuakai应助ffgg12138采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
大个应助一一一采纳,获得10
20秒前
21秒前
坤坤发布了新的文献求助10
22秒前
丘比特应助djbj2022采纳,获得10
22秒前
22秒前
852应助蓝天白云采纳,获得10
24秒前
25秒前
深情丸子发布了新的文献求助10
27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
Encyclopedia of Cardiovascular Research and Medicine(2e) 820
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7781857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9321588
关于积分的说明 20383503
捐赠科研通 7369861
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320171
关于科研通互助平台的介绍 2467999
邀请新用户注册赠送积分活动 2336114