ما هي الخواص الجزيئية والهيكلية التي تجعل من النسيج الحريري توساه عائدًا في التطبيقات الطبية الحيوية والمتقدمة؟

يتم التعرف بشكل متزايد على Tussah Silk ، وهو متغير من الحرير غير المتجانس بواسطة stilkworms البرية antheraea ، على أنها مادة تحويلية في الهندسة الطبية الحيوية ومركبات عالية الأداء. بنيةها الجزيئية الفريدة ، التي تتميز بنسبة عالية من البلورات ذات الصفائح الغنية بالألانين تتخللها المناطق غير المتبلورة التي يسيطر عليها الجليسين ، وتمنحها القدرة الميكانيكية الاستثنائية والتوافق الحيوي-نادراً ما توجد في الألياف الطبيعية. تكشف التحليلات التي أجريت على شكل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) وحيود الأشعة السينية الأخيرة (XRD) أن الأليارين في توساه سيلك يظهر مؤشر بلورية أعلى بنسبة 15-20 ٪ مقارنة بحرير بوميكس موري ، مما يعزز قدرته على التحميل مع مرونة المرونة. هذه الازدواجية الهيكلية أمر بالغ الأهمية للتطبيقات مثل الغرز الجراحية ، حيث يجب أن تتعايش قوة الشد (حتى 500 ميجا باسكال) والمرونة لتحمل البيئات الفسيولوجية الديناميكية.

في السياقات الطبية الحيوية ، توسا الحرير انخفاض معدل المناعة ومعدل التدهور البطيء (6-24 شهرًا في الجسم الحي) يجعله مثاليًا للسقالات الهندسية الأنسجة. على عكس البوليمرات الاصطناعية ، فإن المنتجات الثانوية الخاصة بها-الأحماض الأمينية في المقام الأول-غير سامة وتدمج بسلاسة في مسارات التمثيل الغذائي. يوضح الأبحاث المنشورة في علم المواد الحيوية أن سقالات الحرير توساه المصنفة بالخلايا الجذعية الوسيطة تعزز تكوين العظم بسبب مواقع ربط الكالسيوم المتأصلة في الألياف ، وهي خاصية غائبة في معظم المنسوجات القائمة على النبات. علاوة على ذلك ، فإن نشاطه المضاد للبكتيريا الفطري ، الذي يعزى إلى الببتيدات المتبقية المتبقية ، يقلل من مخاطر الإصابة بعد الزرع دون الحاجة إلى الطلاء الكيميائي.

بالنسبة للمركبات المتقدمة ، فإن بنية Tussah Silk الهرمية-التي تتراوح من النانوفيليين إلى خيوط النطاق الكلي-تخصيصات مصممة مصممة في مصفوفات حمض الايبوكسي أو حمض بولييلاكتيك (PLA). تُظهر دراسات المجهر الذري للمواجهة (AFM) أن التضاريس السطحية الخشنة لأليافها تعمل على تحسين الالتصاق بين البوليمرات ، مما يزيد من قوة الانثناء المركبة بنسبة 30-40 ٪ مقارنة بنظيرات الألياف الزجاجية. تستكشف صناعات الطيران والسيارات الهجينة من الألياف الحريرية الكربونية Tussah لإنشاء لوحات خفيفة الوزن ومقاومة للأثر تلبي معايير قابلية للاشتعال الصارمة (تصنيف UL94 V-0) ، حيث تقمع البروتينات التي تحتوي على النيتروجين في الحرير.

معالجة الابتكارات تزيد من فائدتها. تنتج تقنيات الكهربية الألياف النانوية الحريرية (50-200 نانومتر) مع مسامية قابلة للضبط لأنظمة ترشيح الهواء القادرة على التقاط الجسيمات PM0.3 بكفاءة 99.97 ٪. وفي الوقت نفسه ، يسمح BioFinishing الأنزيمية بالإزالة الانتقائية للسيريسين دون إتلاف سلامة الألياف الألياف ، وهو اختراق لإنشاء أفلام حريرية رفيعة فائقة تستخدم في المستشعرات الحيوية المرنة. مع اكتساب التصنيع الدائري ، يتيح توافق Tussah Silk مع المذيبات السائلة الأيونية إعادة تدوير الحلقة المغلقة-وهو تباين صارخ مع Kevlar أو النايلون المشتق من البترول.

تقارب الكيمياء الحيوية الفطرية لـ Tussah Silk ، والتعدد الهيكلي ، والمعالجة الفعالة للبيئة ، يعزز دورها في علوم المواد من الجيل التالي ، وسد الفجوة بين الاستدامة البيئية والطلب التكنولوجي المتطور .