哈佛大学约翰·阿·利亚·布伦斯著
保尔森工程和应用科学学院 一张角蛋白折叠成复杂的折纸星星作为它的永久形状
学分:卢卡·塞拉/哈佛·SEAS 任何一个直发的人都知道，水是敌人
头发受热精心拉直，一接触水就会反弹成卷发
为什么？因为头发有形状记忆
它的材料特性允许它在某些刺激下改变形状，在其他刺激下恢复到原来的形状
如果其他材料，尤其是纺织品，有这种形状记忆呢？想象一下，一件t恤上有透气孔，暴露在湿气中时会打开，干燥时会关闭，或者一件适合所有人的衣服，可以根据个人的尺寸拉伸或收缩
现在，哈佛大学的研究人员
保尔森工程和应用科学学院(SEAS)已经开发出一种生物相容的材料，它可以被三维打印成任何形状，并预先编程可逆的形状记忆
这种材料是用角蛋白制成的，角蛋白是一种存在于头发、指甲和贝壳中的纤维蛋白
研究人员从纺织制造中使用的剩余羊毛中提取角蛋白
这项研究可能有助于减少时装业浪费的更广泛努力，时装业是地球上最大的污染者之一
斯特拉·麦卡锡(Stella McCarthy)等设计师已经在重新构想该行业如何使用包括羊毛在内的材料
该论文的资深作者、SEAS大学塔尔家族生物工程和应用物理学教授基特·帕克说:“通过这个项目，我们已经表明，我们不仅可以回收羊毛，而且可以用回收的羊毛制造出前所未有的东西。”
“对自然资源可持续性的影响显而易见
有了回收的角蛋白，我们可以做的和迄今为止动物剪毛一样多，甚至更多，这样做可以减少纺织和时装业对环境的影响
" 学分:哈佛约翰A
保尔森工程和应用科学学院 这项研究发表在《自然材料》杂志上
该论文的第一作者、SEAS大学博士后卢卡·塞拉说，角蛋白改变形状能力的关键在于它的等级结构
角蛋白的单链被排列成一种被称为α-螺旋的弹簧状结构
两条这样的链条缠绕在一起，形成一个被称为线圈的结构
许多盘绕的线圈被组装成原丝，最终成为大纤维
塞拉说:“α螺旋的结构和连接的化学键赋予了材料强度和形状记忆。”
当一根纤维被拉伸或暴露在特定的刺激下时，弹簧状的结构会展开，结合会重新排列形成稳定的β片
纤维保持在那个位置，直到它被触发卷回到其原始形状
为了演示这一过程，研究人员将角蛋白薄片打印成各种形状
他们使用过氧化氢和磷酸一钠的溶液，对材料的永久形状进行编程——当被触发时，它总是会回到原来的形状
一旦记忆被设置，该表可以被重新编程和塑造成新的形状
例如，一张角蛋白被折叠成一个复杂的折纸星星作为它的永久形状
一旦记忆建立，研究人员将这颗恒星浸入水中，它在水中展开并变得有延展性
从那里，他们把床单卷成一个紧密的管子
一旦干燥，片材就被锁定为完全稳定和功能性的管
为了逆转这个过程，他们把管子放回水中，在那里它展开并折回折纸星星
塞拉说:“这两个步骤的三维印刷材料，然后设置其永久形状，可以制造真正复杂的形状，结构特征低至微米级。”
“这使得这种材料适用于从纺织到组织工程的广泛应用
" 帕克说:“无论你是在用这种纤维制造罩杯大小和形状可以每天定制的胸罩，还是在试图制造医用纺织品，卢卡的工作都有广泛而令人兴奋的可能性。”
“我们正继续通过使用生物分子作为工程基底来重新构想纺织品，这是前所未有的
"
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