蚕丝是长久以来吸引时尚界的优秀材质，由于其极佳的光泽和质感常被用来制作华服。然而其身为蛋白质的化学属性使它成为生物医学、光学、电子、传感、食品领域的抢手材料，在应用领域同时具备巨大前景。

那么，关于蚕丝，具体有哪些黑科技呢？小编带你们来盘点盘点。

蚕丝只能为衣裳？这位科学家脑洞大开，把它用在了脑机接口和植入式医疗器械

脑机接口，作为人类大脑和外界设备直接沟通的渠道，可以读取脑、调控脑，是当下国际脑科学前沿研究的重要工具，也是脑功能探索和脑疾病诊治的核心关键技术。脑机接口技术的核心难点之一，在于怎么样最大限度地利用大脑，与此同时最小限度地损伤大脑。

然而，当前的脑机接口技术面临“植入创伤大”“通道数不足”“长期记录稳定性差”三大挑战。脑电采集一般是非侵入模式，但信号质量比较差，从大脑深处通过脑膜、脑积液、颅骨、头皮等传递出来，衰减散射得厉害，因此它的信噪比、时间分辨率和空间分辨率都不够。如果要实现一些更加复杂的功能，还是要做植入式，但可能会带来创伤，此外还要保证植入后在体内长期的安全性和稳定性。

能否从材料入手，来改善脑机接口技术？“蚕丝蛋白不仅天然抗菌、可降解，而且机械性能好，简直就是天生的传感器材料。”陶虎说，他过去一直和微纳器件打交道，了解到蚕丝蛋白可用于生物医学上的组织修复后，顿时脑洞大开：蚕丝蛋白能否和传感器相结合呢？

把蚕丝蛋白用在电极上，陶虎团队开发出了“免开颅微创植入式高通量柔性脑机接口系统”，目前已成功应用于鼠、兔、猴等多种动物模型。“蚕丝蛋白做成纺织品，其附加值只有几倍，而成为植入式医疗器械的高端耗材，其附加值增加了成千上万倍，养蚕的农民也因此增收了。”陶虎说。

植入式医疗器械是生命科学与信息技术的融合，陶虎团队开发了系列基于蚕丝蛋白的植入可降解、人体可吸收的微纳电子和光电子器件，实现了蚕丝蛋白在神经外科、骨科等临床医学领域的应用。

一直以来，临床上很多植入式器械，都是不可降解的金属类电子器件，比如骨钉，一旦植入身体还需要二次手术再把它取出来。

相比金属类电子器件，蚕丝蛋白不仅生物兼容性更好，可包裹药物，而且可控降解，降解的产物是氨基酸，对身体不会产生危害。

将蚕丝制成皮革，这技术太牛了

蚕丝和皮革，一厚一薄，一轻一重，一软一韧，明明就是两个毫不相干的材料，可是随着科学的发展，科学家们却把它们紧密地联系在了一起。原来，如今的蚕丝居然可以被做成皮革了！

原来，塔夫茨大学的团队开发了一种加工蚕丝的新方法，可以使其变得更坚韧、更结实、更耐用同时又能保持弹性和多功能性，而且这一过程只需要温和的化学品、可在室温下完成。蚕丝做成的皮革，和普通的皮革有着相同的特性，它可以折叠、穿孔、拉伸和缝合在一起进而形成通常用皮革制成的衣服和配饰。

而且，还可以利用3D打印技术来改变它的纹理，这也就意味着，蚕丝皮革比普通的皮革更加富有多样性，更美观！那么，把蚕丝加工成皮革，有任何必要性吗？当然有！

首先，要想满足市场需求，需要生产大量的皮革，也就是说，要饲养大量的动物，养牛场占用了大片土地并排放了大量的水，而动物本身则向大气中排放大量的甲烷。在处理这些材料的过程中，还会有一些有害的化学物质。和普通皮革不同，丝绸制成的皮革可以很容易地回收利用。

因为一旦产品达到使用寿命，材料还可以被重新溶解成丝浆，然后制成一种全新的丝绸皮革产品。即使最终被扔进垃圾填埋场，这种材料也是可生物降解的。因此，大量生产天然皮革，对环保是很不利的！

其次，很多人都会对皮革过敏，而蚕丝蛋白和人体蛋白有百分之八十多的相似性，非但不会对人造成过敏、发炎等不良反应，相反还具有一定的养肤功效。因此，用蚕丝做成的新型皮革，比普通皮革的适用人群更广，也更健康！

可降解蚕丝螺钉 开启人体内固定新时代

坚硬的金属材料一直是骨折后内固定手术的首选，但患者伤口愈合后取出金属内固定，往往需要进行二次手术。

不久前，由空军军医大学西京医院雷伟教授、冯亚非副教授团队和中国科学院上海微系统所陶虎研究员团队共同开发的可降解蚕丝螺钉，能够利用其在人体环境中发生酶解的特性，实现人体功能修复的同时逐渐降解，并最终不在体内残留，进而避免了二次手术取出的麻烦。该螺钉是世界上首款实现人体内应用的可降解医用蚕丝骨钉，标志着人体内固定领域开启了蚕丝应用的新时代。

中国是最早养蚕缫丝的国家，孕育了辉煌的蚕丝文明。现如今，蚕丝在医疗领域同样展现出巨大潜能。那么，具有良好生物特性的柔软蚕丝，能否用作坚强的骨科内固定呢？雷伟团队联合陶虎团队，历经多年技术攻关，成功突破了蚕丝临床应用的技术壁垒，研发出可降解蚕丝螺钉。

美国食品药品监督管理局（FDA）和我国食品药品监督管理总局（CFDA）先后批准蚕丝及其提取的蛋白可用于生产创伤辅料；美国环保组织环境工作组（EWG）将蚕丝评为最优级绿色原料和产品。蚕丝更被证明是生物毒性极低、免疫原性极小的优良医用材料。

既往观点认为，可吸收螺钉的机械性能弱是限制其应用的主要原因。因此，如何让蚕丝由“柔软”变“坚硬”是首先要解决的难题。陶虎介绍，可降解蚕丝螺钉是从溶解后的蚕丝中提取蚕丝蛋白作为原始材料，通过一系列生物制造技术制成的，这是一种区别于蚕丝纺织品的新科技材料，其制作工艺采用的也是一种新技术路线。其中，蚕丝蛋白的分子量和结晶水平是影响骨钉力学性能和降解特性的核心因素。经过无数次试验的失败和坚持不懈的调试，科研人员终于实现了硬度与降解性的平衡，达到了体内螺钉固定的要求。

当可降解蚕丝螺钉植入人体后，又需要它适时由“有形”变“无踪”。冯亚非介绍，螺钉植入体内初期降解速度极为缓慢，以保证骨折坚强固定的需求；植入1年后螺钉逐渐酶解，降解产物为氨基酸和多肽，可完全被人体吸收，没有任何毒副作用。临床前研究证实，可降解蚕丝螺钉在人体内3年的降解率超过80%。研究表明，该螺钉性能合理，降解时间与弹性模量设计合理，可有效减少并发症的发生。

结论

除了以上列举的几大类别中的例子，蚕丝材料在各个领域得到了相当广泛的应用潜力。再生丝素蛋白的生物相容性首先在生物医学领域投入使用，而光学透明度和易功能化特性促进了其在光学，电子学和传感等学科的普及，甚至也作为重新设计的智能材料扩展到建筑领域。

但与所有天然材料相同，依靠蚕茧制造蚕丝的过程受环境影响极大，需要开发专门的、受监控的、自动化的大规模生产方法，以降低批次间的差异、外部污染物和环境造成的影响。

尽管基因工程技术可以实现更高的蛋白产量，但通过采用蚕茧养殖或在单细胞生物体中重组表达，最终也能实现具有新功能丝蛋白的生产。然而家蚕的纺丝过程是在其丝腺的微观尺度上发生的复杂机制，通过丝质纤维素的再生很难完全复现天然蚕丝的特性。因此，需要更好地了解天然蚕的纺纱过程，才可模仿蚕腺的原始环境，改善再生丝纤维素的特性。

本文来源：上观新闻，不茧单，光明网