以一定速度匀速拉出蚕丝，这样产出的蚕丝果然与蜘蛛丝相当。而且蚕吐丝的速度也会影响蚕丝的强度。 课题组还寻找到另一种制造“超级蚕丝”的特殊方法。在实验室里，课题组经过调控、优化纺丝制备工艺，也让蚕丝蛋白变身为性能媲美蜘蛛丝的“超级纤……
20年“织”出“超级蚕丝” 《动物丝仿生制备过程中的关键问题》获市自然科学一等奖
让蚕宝宝吐出和蜘蛛丝一样强韧的丝，被众多科学家视为绝不可能的事。此前，科学界认为，要人工制造天然蜘蛛丝，就须通过生物手段改变蚕的基因，使蚕吐出蜘蛛丝。复旦大学高分子科学系和先进材料实验室的生物大分子课题组，却突破了这个“绝不可能”他们发现，蚕丝的强度原本就与蜘蛛丝相同，只需要改变蚕吐丝的方式，或对蚕丝进行工艺制备，就可以造出强韧的“超级蚕丝”。
复旦课题组研究成果《动物丝仿生制备中的关键问题》，通过工程方式使蚕吐出“蜘蛛丝”，这一成果获得2011年度上海市自然科学奖一等奖。
让蚕宝宝吐出“蜘蛛丝”
直径只有头发1的蜘蛛丝，或许是自然界中最强韧的纤维。这种天然蛋白质纤维的韧性超过任何合成纤维，一条直径只有万分之一毫米的蜘蛛丝被拉长两倍以上才会断。所以，科学家们希望尽早将蜘蛛丝用于军事、工业等领域。
课题组负责人、长江学者、复旦大学高分子科学系教授邵正中说:“之所以很难把蜘蛛丝拓展到应用领域，原因在于蜘蛛养殖难，会自相残杀，而且每只蜘蛛的日产丝量也有限。”科学家打起了蚕的主意。但很快，科学家们发现蚕丝的韧度、强度都远远比不上蜘蛛丝，且两者蛋白质成分、氨基酸排列顺序不同。各国科学家迅速“调头”，致力于将蜘蛛基因植入蚕的体内，试图研究出能吐出“蜘蛛丝”的转基因蚕。但这一研究方向经过10多年一直没有进展。
邵教授及其团队换了思路，从高分子角度去研究。他们意外发现，虽然结构、成分不同，但蚕丝与蜘蛛丝在成丝机理、链结构和聚集态结构等方面完全一样。“从理论上说，两者应具备同样的力学性能，可现实为什么会有如此大的差异呢？”经过多次实验研究证明，其奥秘在于蚕吐丝的习性会影响蚕丝的强度和韧度。“蚕吐丝是为了结茧，因此是"8"字型吐丝行为，每个转折处都成了蚕丝最易折断的"薄弱点"，导致其比蜘蛛丝更脆弱。”邵教授说，“如果能改变制丝方式，蚕丝的强韧就大不同了。”比如“按”住蚕头，以一定速度匀速拉出蚕丝，这样产出的蚕丝果然与蜘蛛丝相当。而且蚕吐丝的速度也会影响蚕丝的强度。
课题组还寻找到另一种制造“超级蚕丝”的特殊方法。在实验室里，课题组经过调控、优化纺丝制备工艺，也让蚕丝蛋白变身为性能媲美蜘蛛丝的“超级纤维”。
三代人科研接力20年
“超级纤维”的相关研究始于20多年前。“复旦高分子学科的鼻祖、我的导师于同隐先生曾提出一个研究方向他认为蚕丝蛋白可与生命科学结合，同时蚕丝蛋白没有生理活性，比较适合高分子背景的人来做。”邵教授说，“从1986年起，我的两位师兄就开始涉猎其中，而我是从1988年介入的。”
1995年，邵教授给时任丹麦奥胡斯大学动物系的教授fritzvollrath博士写了封信，希望出国工作一段时间开拓视野，而vollrath教授正好对蜘蛛丝有兴趣，需要有高分子背景且有动物丝研究经验的人。很快，他们合作申请了研究项目，并获得一个科学基金会的持续支持。
虽然1999年vollrath教授将其主要工作迁至牛津大学，但邵教授与之在动物丝和丝蛋白的合作研究持续至今。“记得第一次为蚕抽丝时，为了固定蚕的头，不让它"8"字形吐丝，我们想了很多办法，试了麻醉、试了把蚕的头粘结固定住。最终成功的还是最原始的方法我用手指头紧紧按住蚕头，fritz操作抽丝设备。”这个实验完成后，论文就发表在《自然》了。2005年，邵教授的学生刘毅也因从高分子聚集态结构对蜘蛛丝特性理解的相关研究，在《自然·材料》上发表了文章。
蜘蛛丝不可能用来做衣服
虽然获得了自然科学奖，但课题组却很平静:“我们做的只是基础研究，解答了自然科学中的一个难题，还没想好具体应用。”他们说，关于高性能丝的各种应用宣传，其实都不太切合实际。
课题组成员陈新教授说，他们目前正尝试将药物添加纺丝液中，并通过实验室特制的纺丝设备纺出包裹了药物的“超级蚕丝”。但他与邵教授同时强调，这离做出面向市场的“产品”还有很大“缺口”。“市场上现有的各种纤维对于日常生活已经足够了，根本不需要把最新开发的纤维用在衣服上。”
至于那些高新成果的运用，目前还有很远的距离。陈新说:“有人要用蜘蛛丝做防弹衣，那根本不可能实现，无论蜘蛛纤维还是蚕丝纤维，主要成分都是蛋白质，一遇热就分解了。也有人提出蜘蛛丝用于日常衣物，这更不可能。“蜘蛛丝"缩水"严重。但蜘蛛丝拥有优异的生物相容性、生物降解性和可修饰性等，生物医药、光电器件和仿生矿化等领域都可能有用武之地，例如制作手术缝合线、丝蛋白支架材料等。”
目前团队正与华山医院、中山医院、市六医院等合作，他们发现，在气管支架、疝气补片、子宫吊带上采用丝蛋白进行改性后，能明显改善生物相容性，在减少组织粘连同时促进细胞生长。