蚕丝变身术

张楚

制造超级蚕丝

中国是丝的故乡。5000多年前，我们的祖先就开始养蚕、取丝、织绸了。长久以来，丝织品因其复杂的工艺和独特的手感而备受世人的青睐。

近来，一个美国的科研团队开创性地发现了蚕丝这一古老原料的其他用处。除了在纺织、服装等领域大放异彩外，科学家们发现，只需对蚕茧的加工方式进行细微的改变，就能使其在医学和技术领域也找到自己的舞台。

以往，要获得传统的蚕丝很容易，直接将其从蚕茧上剥离下来就可以了，用这种方法获取的蚕丝是固态的，也一直为大家熟悉。其实，当丝被蚕宝宝吐出之前，都是以液态的形式存在于蚕的腺体内的。

于是，学者们开始思考，如果采用一种新的方法处理蚕茧，是不是有可能获得一种“非传统”的超级蚕丝呢？考虑到蚕丝原本液态的属性，学者们尝试着在湿润的环境中缓慢液化蚕茧的内容物。果不其然，升级版蚕丝2.0诞生了！

那么，这种新型的蚕丝究竟有什么高明之处，又能实现哪些了不起的新功能呢？

透光的蚕丝角膜

科学家们发现，在液化蚕茧、用水把蚕茧煮沸的过程中，蚕丝中的丝胶蛋白会与其分离。当蚕丝处于这种状态下时，其抗断强度和耐久性都比大多数合成材料要好。但由于缺乏弹性，所以其应用潜能也受到了很大限制。

随着进一步实验，科学家们找到了非常简便的解决方法——在蚕丝脱胶的过程中，往沸水中加入碳酸钠。之后，在经过透析、离心和过滤后，会剩下一层完全干净的丝质薄膜。

虽然这一重构的蚕丝薄膜本身很薄，但在其基础上制造的复合材料却非常强韧而富有弹性。科学家们已经利用它们成功生产了纤维、海绵以及其他有用的原料。

除了强韧、高弹性外，蚕丝薄膜还具有良好的透光性。这个特性使学者们自然而然地把视线投向到光学领域：既然蚕丝是一种无害的天然材料，那么它是否可以用来治疗眼角膜损伤呢？想法很大胆，但这中间还存在一个问题，由于角膜必须具有良好的渗透性，而蚕丝薄膜无法做到这点。

于是，科学家们尝试着用激光在蚕丝薄膜上打洞，并成功解决了蚕丝角膜透水性的问题。如此一来，不仅人造角膜的问题解决了，而且相比其他感光材料，蚕丝角膜具备更好的生物学特性，它不仅可以很好地适应活体组织，不会遭到激烈的排斥，而且，对自然环境也不会产生危害。

看来，在不久的将来，人类可以用蚕丝来治疗眼角膜损伤了。

可以控制的胶囊

蚕丝膜和人眼结合的成功经验，使科学家们兴奋不已。如果它的表面能轻易被改造和调整，那么除了与眼角膜结合外，它也一定能够与其他物质合作造福人体。

由于蚕丝薄膜具有良好的弹性和韧性，可以任意折叠成很小的单位，而且还可以和身体组织结合，于是，科学家们想出了另一个亲民的新点子——做胶囊。

那么，比起一般的明胶、纤维素、多糖等制成的胶囊，蚕丝胶囊会有什么特别之处吗？

传统的胶囊比较“木讷”和单一。医生们只能开药，但无法对吃下去的药物释放时间和路线进行控制。然而，用蚕丝输送药物可就不一样了，医生们可以在后台对药物进行控制。比如，哪个部分的剂量需求更多或更少，哪个部分的释放时间更早或更晚等等。这种方式就相当于医生们能够提前给药物释放制定“计划”。

那么，这种神奇的药物“计划”又是如何实现的呢？

关键还得回溯到制作蚕丝薄膜的那一步。科学家们通过不断地实验发现，在蚕丝薄膜制作和成形的过程中，只要调整其化学键的类型，就可以影响与之结合的药物释放速度。当强化学键的数量较多时，蚕丝薄膜的溶解速度慢，因此，与之结合的药物自然就溶解得更慢了。

仰赖于蚕丝薄膜，医生们能够在可控的范围内，同时给身体多处用药，也不会出现类似于药物在人体内溶解过快，或分布不均的情况了。这就像是在人体内下一盘很大的棋，先出什么，再出什么，一切尽在掌握。

更妙的是，蚕丝薄膜良好的柔韧性还可以使它穿过大脑粗糙不平的表面。这使得它能够用一种更温和的方式对羊癫疯等病症进行治疗。

会说话的智能食物

除了可以做成包裹药物的胶囊外，新型蚕丝还可以变身成另一种胶囊——包裹传感器和天线的智能食物。这难道是要把传感器和天线吃下去的意思吗？

没错，学者们在新型蚕丝的性能中发现了另一个了不得的潜力——它或许可以“涉足”超材料（具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料）。因为，这些蚕丝可以在自然界超常的频率范围内与电磁辐射相互作用，并对其进行控制和捕获。加上它们具有良好的柔韧性，新型蚕丝就成了合成超材料的理想成分。如果把这种新型蚕丝与细小的沉积金属混合，那么它的用途和潜能还将大大增加。

那么，科学家要如何利用这种超材料呢？

答案就是，用这种新型蚕丝加工、包装传感器和天线，并把它们放入人体。如此一来，它们便可以广泛收集和传递各种人体的健康数据和信息。比如，在医学领域，医生们诊断的速度和准确性都可以大大提高，同时，由误诊带给病人的伤害也可以降到最低；传感器还可以侦测食物的情况，所以，在未来食物里很可能会嵌入一个传感器，如此一来，它便能对食物里的有害细菌、保质期或其他与我们身体息息相关的数据进行监测，并及时向我们报告。

人们完全不需要担心这些新型材料的“身后事”。由于它们易于降解，所以不论用在哪里，都不会对环境产生危害。

你看，一点简单的改变就使旧蚕丝脱胎换骨，为生物世界和科技世界创造了那么多与众不同的新联系。看看我们周围，说不定在你手边埋伏的就是下一个“超级材料”。