Challenge for producing strong and tough regenerated-silk fibers by inducing the hierarchical fibrillar structure

通过诱导分层原纤维结构生产强韧再生丝纤维的挑战

基本信息

批准号：
22H02150
负责人：
吉岡太陽
金额：
$ 10.73万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、天然シルクと同等のフィブリル階層構造を有する人工シルク繊維を創製するための紡糸技術を開発し、人工シルク繊維の強度ならびにタフネスを向上させることにある。目的達成に向け、本年度は主に以下二つの課題に取り組んだ。課題1：天然シルク繊維のフィブリル階層構造の精密構造解析・・・カイコやクモのシルクに比べて秩序性の高いフィブリル階層構造を有するミノムシシルク（繊維径 5umΦ）について、ビーム径が繊維直径の約1/20となる直径250nmΦのナノX線ビームを用いた繊維の微細階層構造解析を、欧州シンクロトロン放射光施設（ESRF）にて行った。繊維表層から内層にかけてナノフィブリル集合束の直径が傾斜的に増加することを明らかにした。課題２：カイコや野蚕の吐糸工程で生じる構造形成機構の解明・・・天然シルクの構造形成機構を明らかにするため、カイコおよび野蚕の絹糸腺を摘出し、絹糸腺内部のフィブロインを延伸する過程生じる構造形成を追跡した。フィブロインタンパクのアミノ酸特徴配列中にポリアラニン連鎖領域を有するエリサンシルクでは、絹糸腺フィブロイン延伸過程の時分割X線構造解析より、ナノフィブリル前駆構造の自己組織化的形成、ならびにαヘリックスの自己組織化六方最密充填集合形成および延伸によるそれらの配向化とその後のβシート構造への構造転移を捉えることに成功した。

这项研究的目的是开发旋转技术，以创建具有纤维层结构等于天然丝的纤维层结构的人造丝纤维，并提高人造丝纤维的强度和韧性。为了实现我们的目标，我们主要解决了今年以下两个问题。问题1：天然丝绸纤维的原纤维层次结构的精确结构分析...用于豹子丝（纤维直径：5UMφ），它具有纤维层次结构，该结构比丝虫和蜘蛛丝的有序更有序，我们使用直径为250 nmemout of 250 nmem的直径为20的纤维进行了精细的分层结构分析，同步加速器同步器同步仪设施（ESRF）。发现纳米纤维组件束的直径从纤维的表面到内层以倾斜的方式增加。挑战2：了解在蚕和野生蚕的丝绸过程中发生的结构形成机制……为了澄清天然丝的结构形成机理，我们取下了蚕和野生桑丝iss的丝绸腺体，并跟踪当丝绸内部丝腺内部的配正亚素时发生的结构形成。在氨基酸具有纤维蛋白蛋白具有多酰胺链区域的以利沙丝中，丝腺纤维纤维拉伸过程的时间划分的X射线结构分析已成功地捕获纳米纤维前体结构的纳米纤维前体结构的自组装形成，以及它们的构造及其在纳米纤维上的自我构造，以及它们的构建效率和延伸效果，并捕获了自动化的构建效果，并捕获了自动化的象征，并捕获了肌膜的自组成式，并捕获了自动构造的内部和延伸效果，并且β-折叠结构。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

100年後の未来を考えてみる -人類は絹糸生物の仲間入りを果たせているだろうか？

思考100年后的未来——人类能否加入蚕丝生物的行列？

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
繊維学会誌
影响因子：
0
作者：
Kaede Ohwan;Etsushi Tsuji;Satoshi Suganuma and Naonobu Katada;吉岡太陽
通讯作者：
吉岡太陽

Mesoscale Confinement in Bagworm Silk: A Hidden Structural Organization

成虫丝中的中尺度限制：隐藏的结构组织

DOI：
10.1021/acs.nanolett.2c03734
发表时间：
2023
期刊：
Nano Letters
影响因子：
10.8
作者：
Yoshioka Taiyo;Kameda Tsunenori;Burghammer Manfred;Riekel Christian
通讯作者：
Riekel Christian

Using available X-ray scattering instruments to reveal hierarchical structures of soft materials and connect them to the observed physical properties

使用可用的 X 射线散射仪器揭示软材料的层次结构并将其与观察到的物理特性联系起来

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Wang;K. Yamamoto;S. Lee;T. Matsunaga;H. Miki;H. Iba;K. Tsuchiya;T. Uchiyama;T. Watanabe;T. Takami;and Y. Uchimoto;Taiyo YOSHIOKA
通讯作者：
Taiyo YOSHIOKA

Experimental Proposal Using Neutron Scattering for Strucural Study of Hydrated Silks

利用中子散射进行水合丝结构研究的实验建议