高强韧耐酸蛋白纤维

新材料及其应用

传统工程蛋白纤维在分子水平上难以同时实现优异的机械性能和出色的环境耐受性，特别是在极端酸性条件下，纤维内部结构的稳定性和力学性能难以维持。基于此挑战，团队开发出一种基于金属离子配位作用的双网络结构策略。通过调控重组蛋白中的蛋白模块序列、二级结构及模块间相互作用，实现精确调控纤维的机械性能和分子结构稳定性。通过引入金属离子配位及戊二醛交联网络，形成纤维内部双网络结构，显著提升纤维的机械性能和环境耐受性。所开发的双网络蛋白纤维拉伸断裂强度为500 MPa，优于多种天然及重组蛋白纤维材料。在强酸性（pH=1）环境下，纤维仍能维持其原有力学性能，表现出优异的酸环境耐受特性。

在本项成果中，纤维被编织成手术缝线，应用于大鼠胃穿孔伤口的缝合，与商用手术缝线相比，愈后状态良好，未出现伤口粘连与明显炎症反应。相关成果已在知名国际期刊Adv. Mater.发表。该成果验证了金属配位作用及双网络结构对纤维材料机械性能和环境抗逆性的提升作用，为工程蛋白纤维的个性化定制提供了技术方法，耐酸蛋白纤维可应用于生物医学、材料科学等多个领域，为推动工程蛋白纤维的应用迈出了重要一步。