آليات وتجميع الحرير والتحكم من الديناميكا الحرارية إلى الحركية

ينتج ديدان القز والعناكب أليافًا تتميز بمتانة عالية وقابلية للتمدد. تظل الآليات الأساسية المعنية في معالجة بروتينات الحرير إلى شكل الألياف غير مفهومة تمامًا، مما يؤدي إلى الفشل في إعادة إنتاج الخصائص الرائعة للألياف الأصلية في المختبر من محلولات الحرير المتجددة. في هذه الدراسة، تم تحقيق قابلية التمدد والقوة العالية للحرير المتجدد من خلال تقليد عملية التخيط الطبيعية. يتم وصف التحولات الشكلية داخل الميسيلات، تليها تجميع الميسيلات واستقرارها كما يتعلق بالهيكل شبه المستقر للحرير. بعد ذلك، تم توضيح الآليات للتحكم في تشكيل الهياكل النانوية. توضح النتائج أن التجميع الذاتي للحرير في المحلول المائي هو عملية مدفوعة ديناميكيًا حرارية حيث تلعب الحركية أيضًا دورًا رئيسيًا. أربعة عوامل رئيسية، وهي حركة الجزيئات، الشحنة، التفاعلات المحبة للماء، والتركيز، تشكل أساس هذه العملية. يمكن أن يؤدي تعديل هذه العوامل إلى تحقيق توازن في التركيب النانوي والتركيبة الشكلية، ويمكن استخدامها لتحقيق مواد قائمة على الحرير بخصائص مقارنة بالألياف الأصلية. تقترح هذه الآليات اتجاهات جديدة لتصميم مواد متعددة الوظائف قائمة على الحرير.