科學家用蠶絲蛋白研發出預先設計功能的新型仿生材料
美國塔夫斯大學（Tufts University）的研究人員在《美國科學院院刊》（PNAS）上發表了一項研究，該研究發明出一種由蠶絲蛋白製成的新型固體材料。其獨特之處在於，可以根據不同目的向材料中添加不同的功能性組分，使材料具備某種特定的生物、化學或光學特性，如受牽拉後顏色改變，在體內運送藥物，或對光產生反應。
用蠶絲蛋白制出仿生材料
蠶絲（silk）獨特的結晶結構，是自然界中最堅韌的材料之一，這得益於其組成中的一種非溶解蛋白：蠶絲蛋白（fibroin）。蠶絲蛋白可以對其它材料形成出色的保護作用，同時具有生物兼容性，並可以生物降解。
根據蛋白質的自組裝反應，研究人員用水基製造方法製成蠶絲蛋白的大塊三維材料。然後用水溶性分子控制大塊材料，制出奈 米級至微米級等不同尺寸的固體樣式。製成的固體材料具有預先設計好的功能。
例如，研究人員製造出一種外科手術矯正釘，當它接近受力極限，將要失效時，顏色會發生改變。又如一種功能性螺絲，當暴露於紅外線時，可視需要進行加熱。還有一種生物兼容性材料，可以持續性施放酶等生物製劑。
多種應用
可以預想，這種材料還有更多用途，例如預先攜帶生長因子或酶的整形外科材料、達到受力極限改變顏色的手術螺釘、感知並反應環境條件的螺釘和螺帽，以及可以重新塑形的家居用品。
塔夫斯大學生物醫學系教授歐曼尼托博士（Fiorenzo G. Omenetto）教授解釋，這項研究在生物大分子（蠶絲蛋白）中嵌入功能性成分，以控制生物大分子的自組裝，從而修飾其最終形式。這是製造高效的多功能性仿生材料的絕佳方法。
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參考資料：
- Patrick Collins (December 2016). Engineers create programmable silk-based materials with embedded, pre-designed functions. Tufts Now
- Benedetto Marelli, Nereus Patel, Thomas Duggan, Giovanni Perotto, Elijah Shirman, David L. Kaplan, and Fiorenzo G. Omenetto, (December 2016). “Directed self-assembly of silk fibroin into bulk materials: Programming function into mechanical forms from the nano- to macroscale,” Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: 10.1073/pnas.1612063114.
