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Silk Excretion * When the silk proteins reach the spinnerets the silk proteins have hardened from their previous liquid form. The crystalline structure of the proteins have aligned themselves to create the silk structure. The final product is a strong flexible protein stand spun at ambient temperature and pressure from a small yet intricate system of glands. Spinnerets excreting silk (Ref. 1) A Spider Assembly line (cont.) Silk releasing tubes. * 圆蛛属7种丝腺体产生的丝及其功能 * 丝腺名 丝名及其功能 大囊状腺 牵引丝、放射状丝、构成网骨架的框丝 小囊状腺 牵引丝、螺旋框丝（非粘性） 管状腺 包卵的卵茧丝 鞭毛状腺 网的横丝 梨状腺 附着盘 葡萄状腺 捕获丝等 集合状腺 横丝表面的粘性物质 再生蚕丝蛋白质水溶液中蚕丝蛋白质分子结构转变的影响因素 时间 浓度 剪切作用 拉伸作用 PH 金属离子 温度 * 蜘蛛丝与蚕丝的氨基酸组成 * 氨基酸 蚕丝 蜘蛛丝 甘氨酸 42.9 37.1 丙氨酸 30.0 21.1 丝氨酸 12.2 4.5 酪氨酸 4.8 — 天门冬氨酸/天门酰氨酸 1.9 2.5 精氨酸 0.5 7.6 组氨酸 0.2 0.5 谷氨酸/谷氨酸盐 1.4 9.2 赖氨酸 0.4 0.5 缬氨酸 2.5 1.8 亮氨酸 0.6 3.8 异亮氨酸 0.6 0.9 苯丙氨酸 0.7 0.7 脯氨酸 0.5 4.3 苏氨酸 0.9 1.7 蛋氨酸 0.1 0.4 半光氨酸 痕量 0.3 色氨酸 — 2.9 蚕丝蛋白的纤维化 类似蜘蛛丝，蚕丝形成过程中是丝素蛋白由α螺旋结构向β-折叠结构变化的过程 丝素分子发生取向和结晶化 纤维化后的丝素蛋白质难溶于水 由光学各向同性向各向异性转化 * * 家蚕在不同的人为吐丝速度下形成的 蚕丝的力学性能及结构参数比较 吐丝 速度 (cm s-1) 吐丝口 剪切速率（s-1） 纤度 (dtex) 断裂伸长（％） 强度 （GPa） 初始模量（N/m2）×10-9 断裂能 （J kg-1） ×10-5 双折射 △n* 红外结晶指数** 0.5 113.6 1.89 38.6 0.360 3.22 0.812 0.0213 0.372 1.0 227.3 2.79 37.2 0.401 3.58 0.801 0.0251 0.517 1.5 340.9 2.47 34.8 0.418 3.64 0.895 0.0291 0.515 2.1 477.3 1.76 33.7 0.454 3.88 0.880 0.0313 0.582 2.6 590.9 1.58 26.4 0.428 3.88 0.655 0.0320 0.245 *由于采用的贝瑞克补偿法是基于纤维截面为圆形基础上的，而蚕丝截面呈三角形，所以实测值偏低。 **红外结晶指数是根据红外光谱中，蚕丝在1530cm-1处的β－折叠结构特征峰与丝素膜在1550 cm-1处的无规结构特征峰的光密度值相比进行计算得到的，即D1530/ D1550。 0.5cm s-1 1.5cm s-1 2.6cm s-1 不同吐丝速度下形成的蚕丝纤维的表面电镜照片 蜘蛛丝力学性能 蜘蛛牵引丝和其它纤维的力学性能比较 * 材料 伸长率（%） 初始模量 （N/m2) 强度 （N/m2） 断裂能量（J/Kg） 牵引丝 9.8~32.1 (1~30)×109 1×109 1×105 家蚕丝 15~35 5×109 6×108 7×104 尼龙 18~26 3×109 5×108 8×104 棉 5.6~7.1 (6~11)×109 (3~7)×108 (5~15)×103 钢 8.0 2×1011 1×109 5×103 凯夫拉 4.0 1×1011 4×109 3×104 橡胶 1×106 8×104 * 大腹圆蛛在不同的人为吐丝速度下形成的 牵引丝的力学性能比