|蚕丝：四千多岁的“新”材料
一说到蚕 ， 多数人的脑海里会浮现出一条不断蠕动的白色小虫 ， 然后会想到蚕丝和丝绸 ， 进一步则会想到丝绸制成的服装 ， 以及著名的丝绸之路 。 最早开始驯化蚕的古人何曾想到 ， 蚕这样一种小小的昆虫 ， 后来竟成为开辟丝绸之路的“大功臣” ， 蚕丝也成为散发着现代科学技术魅力的“新”材料 。
本文插图
穿越历史的长河
“蚕” ， 在诗歌中时常可见 。 汉代乐府诗《陌上桑》中的“罗敷喜蚕桑 ， 采桑城南隅”；唐朝王维《渭川田家》中的“雉雊麦苗秀 ， 蚕眠桑叶稀”；北宋欧阳修《归田园四时乐春夏二首（其二）》中的“麦穗初齐稚子娇 ， 桑叶正肥蚕食饱”……这些或朴实清静或明快轻愉的诗句 ， 无一不在轻叙着“蚕”在古代农家中的重要地位 。
1972年 ， 长沙马王堆辛追夫人墓出土了一批惊艳世人的文物 ， 其中一件衣服——素纱单衣 ， 尤其引人注目 。 这件衣服薄如蝉翼 ， 似云雾般轻柔 ， 是迄今为止发现的最早、最薄、最轻的文物服饰珍品 ， 为西汉时期纺织技术巅峰之作 。 素纱单衣面料所用的丝线 ， 便是由具有四五千年使用历史的动物源纤维——蚕丝所制而成 。 而不论是西汉丞相夫人简洁清朗的素纱单衣 ， 还是清朝皇后繁复华丽的吉服 ， 都少不了蚕丝的参与 。
本文插图
长沙马王堆辛追墓出土的素纱单衣（藏于湖南省博物馆）（图片来源/Wiki）
被驯化的“吐丝神器”
蚕（Bombyx mori） ， 蚕蛾科昆虫 ， 是迄今唯一被人类成功驯化的昆虫 。 经过数千年的人工选育 ， 相较于蚕蛾科的其他成员 ， 家蚕的进食量惊人 ， 而且对居住环境也比较挑剔 。 因此 ， 它们十分依赖人工精心饲养 。
制作丝织品的蚕丝取自蚕茧 。 蚕在准备化蛹时会吐丝结茧 ， 蚕茧一般为白色或淡黄色 ， 由一根丝线结成 ， 丝线长度为300~900米 。 蚕丝由蚕的丝腺产生 ， 待腺体里的分泌物分泌殆尽 ， 结茧过程结束 。
本文插图
结好的蚕茧
蚕丝不是直接剥离抽取后就能使用 ， 而是首先需要将蚕茧在热水中浸泡 ， 然后找到蚕茧上的丝头 ， 用手将抽出的丝线绕于丝筐上 。 古代的中国人称此工序为“缫丝” 。 以前的缫丝都是纯手工操作 ， 而纺织工业兴起后 ， 手工便逐渐被机器替代 。
本文插图
机器正在进行缫丝工序
向“新”材料华丽转身
蚕丝的主要成分是丝胶和丝素 ， 这两者都是由氨基酸组成的蛋白质 。 丝胶为球状蛋白质 ， 易溶于水 ， 而丝素为纤维状蛋白质 ， 难溶于水 。 蚕丝单丝的中间为丝素纤维 ， 外围是丝胶 ， 然后两根单丝平行黏合成蚕丝 。
丝素蛋白含量占蚕丝的70%~80% ， 由18种天然氨基酸组成 。 其中小侧基的甘氨酸（Glycine）、丙氨酸（Alanine）、丝氨酸（Serine）占比在80%以上 ， 多位于丝素蛋白的结晶区；而带有较大侧基的苯丙氨酸（Phenylalanine）、酪氨酸（Tyrosine）、色氨酸（Tryptophan）等氨基酸则主要分布于丝素蛋白的非结晶区 。
本文插图
丝素蛋白所含部分种类氨基酸的分子结构式（供图/李云哲）
蚕丝由家蚕5龄幼虫的不同丝腺合成 。 中部丝腺和后部丝腺分别合成丝胶蛋白和丝素蛋白 ， 经过一系列的pH梯度变化及钾离子和钙离子浓度的调节后 ， 丝蛋白向前部丝腺的压丝部移动 ， 最终由吐丝孔牵引而出 ， 固化为蚕丝 。 在上述过程中 ， 蚕丝蛋白的结构由α－螺旋或不规则卷曲β－折叠转变 ， 使得蚕丝获得了更好的力学性能 。 在蚕丝蛋白纤维化的过程中 ， 前部丝腺发挥了重要作用 。
![[联想]联想新品4月2日首发，16G+512G+MX350，售价5799元](http://dayu-img.uc.cn/columbus/img/oc/1002/ae9e0092807f624ef5f12001e3900531.webp)
