研究者说，这种强韧且具有导电性的材料可以应用在可穿戴电子设备和医学移植设备上。
丝绸——这种具有迷人光泽的布料——是非常强韧的。研究者公开了一种更聪明的方式，来制造出更强韧，更坚固的蚕丝：给蚕喂食石墨烯或者单壁碳纳米管（Nano Lett. 2016, DOI:10.1021/acs.nanolett.6b03597 )。他们说，这种蚕吐出来的蚕丝织成的增强型丝绸可以应用于耐用保护型织物，可生物降解的医学移植设备，以及环境友好型的可穿戴电子设备上。
研究者曾尝试在丝绸中加入染料，抗菌剂，导电聚合物和纳米粒子——用添加物处理吐出的丝，或是在某些情况下，直接给蚕喂食添加物。蚕是蚕蛾的幼虫，以桑叶为食，它们的唾液腺会产生丝蛋白溶液，从而蚕可以吐出蚕丝。
为了制造这种碳增强型的丝绸，清华大学的张莹莹和同事们给蚕喂食了撒有质量分数为0.2%的碳纳米管水溶液或石墨烯水溶液的桑叶，然后像常规的丝绸生产流程一样，在蚕结茧后收集蚕丝。处理已经成茧的蚕丝则需要将纳米材料溶解在有毒的化学溶剂中，并将茧泡在溶剂中。因此喂食的方法更简单也更环保。
和传统的丝绸相比，这种碳增强型丝绸的强度增加了一倍，可以在破裂前承受至少1.5倍的压力。该研究团队将丝绸纤维加热至1050℃使丝蛋白碳化，然后研究了其导电性和结构。与传统丝绸不同，这种改进后的丝绸可以导电。拉曼光谱和电子显微镜成像的结果表明，这种碳增强型丝绸纤维在添加的纳米材料帮助下，拥有了有序度更高的晶体结构。
不过依然存在一些问题。其中之一就是蚕将纳米材料融入到蚕丝中的方式。另一个问题则是被蚕吃掉的纳米材料中被利用起来而不是被排泄或者代谢掉的比例。张莹莹说，碳材料在蚕丝的横截面中是看不到的，这也许是因为纳米粒子的含量太低了。如何回答这些问题也许是对生物学的一次挑战，她补充道。
东华大学的高分子材料化学家沈青在2014年报道了相似的工作，他使用的是宽度为30 nm 的多壁碳纳米管，也达到了增强丝绸纤维强韧度的效果 (Mater.Sci. Eng., DOT:10.1016/j.msec.2013.09.041) 。张莹莹说她们使用的宽度为1-2 nm 的单壁碳纳米管“更适用于加入丝蛋白的晶体结构。”
这一工作提供了一条“大规模生产高强度丝绸纤维的捷径，”东华大学的材料学家张耀鹏说道。张耀鹏正在尝试通过给蚕喂食二氧化钛纳米粒子来制造可以抵抗紫外线降解的超强度丝绸。他说，这种碳增强型丝绸的导电性使其适用于嵌入智能织物的传感器中并可识别神经信号。
翻译/陈璟仪
审校/张哲
吃了碳纳米管和石墨烯的蚕可以织出超级丝绸
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