生物材料：加点稀土，制备杨氏模量10GPa的轻质高强生物材料！

来源：今日新材料

基于蛛丝蛋白的生物蛋白纤维具备轻质且机械坚固的性能，从而引起了广泛关注。目前，力学性能提升主要取决于重组蛋白的折叠结构和超高分子量，这使得构建和表达目标力学蛋白的纯度和产量的难度增加。

鉴于此，清华大学化学系刘凯、张洪杰研究团队受启发于贻贝类蛋白的多重作用力，借助合成生物学技术，并充分发挥稀土在制备高技术材料领域的独特优势，通过引入稀土离子进行力学功能蛋白的体外翻译后修饰，强化了稀土金属离子和氨基酸侧链邻苯二酚之间的络合作用，成功制备出具有高模量和高度可塑性的稀土蛋白生物纤维。研究人员通过蛋白质工程、生物合成等手段表达出一系列带有正电荷的力学功能蛋白。然后通过静电作用引入多巴胺侧链基团，设计并制备了一种轻质、可强拉伸（~400%）、且具有高机械强度的生物蛋白纤维。与传统生物纤维调控力学性能不同，该工作通过多引入多种超分子相互作用（包括静电相互作用，金属配位螯合，氢键和阳离子-π相互作用），所制备的蛋白纤维的机械性能得到有效地调控。此项工作为工程化制备轻质高强高模生物纤维提供了新的策略。

文献链接：
Proteinaceous Fibers with Outstanding Mechanical Properties Manipulated by Supramolecular Interactions，CCS Chemistry，2020

https://doi.org/10.31635/ccschem.020.202000231

原文链接：

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