In Situ Mineralizing Spinning of Strong and Tough Silk Fibers for Optical Waveguides

丝绸 丝素 材料科学 纺纱 复合材料 生物相容性 光纤 极限抗拉强度 超细纤维 纤维 生物高聚物 纳米技术 聚合物 光学 物理 冶金
作者
Yong Zhang,Haojie Lü,Mingchao Zhang,Zhishan Hou,Shuo Li,Haomin Wang,Xun‐En Wu,Yingying Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (6): 5905-5912 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c12855
摘要

Biopolymer-based optical waveguides with low-loss light guiding performance and good biocompatibility are highly desired for applications in biomedical photonic devices. Herein, we report the preparation of silk optical fiber waveguides through bioinspired in situ mineralizing spinning, which possess excellent mechanical properties and low light loss. Natural silk fibroin was used as the main precursor for the wet spinning of the regenerated silk fibroin (RSF) fibers. Calcium carbonate nanocrystals (CaCO3 NCs) were in situ grown in the RSF network and served as nucleation templates for mineralization during the spinning, leading to the formation of strong and tough fibers. CaCO3 NCs can guide the structure transformation of silk fibroin from random coils to β-sheets, contributing to enhanced mechanical properties. The tensile strength and toughness of the obtained fibers are up to 0.83 ± 0.15 GPa and 181.98 ± 52.42 MJ·m-3, obviously higher than those of natural silkworm silks and even comparable to spider silks. We further investigated the performance of the fibers as optical waveguides and observed a low light loss of 0.46 dB·cm-1, which is much lower than natural silk fibers. We believed that these silk-based fibers with excellent mechanical and light propagation properties are promising for applications in biomedical light imaging and therapy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
2秒前
霸气曼雁发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
fcc发布了新的文献求助10
3秒前
黄少侠完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
虞丹萱发布了新的文献求助10
4秒前
123发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
bu应助个性可仁采纳,获得10
5秒前
5秒前
山山而川发布了新的文献求助10
5秒前
萝卜完成签到 ,获得积分10
6秒前
小王小王完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
华仔应助猫头兔搞科研采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
可靠幼旋完成签到,获得积分10
9秒前
努力搞科研完成签到,获得积分10
9秒前
端庄的乐松完成签到,获得积分10
10秒前
123发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
早起吃饱多运动完成签到 ,获得积分10
11秒前
满月张完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
卢健辉发布了新的文献求助10
11秒前
caiweihong完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
高等游民发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
科研通AI2S应助秒秒采纳,获得10
13秒前
Ava应助秒秒采纳,获得20
13秒前
久久发布了新的文献求助20
13秒前
14秒前
高分求助中
A Color Guide to the Petrography of Sandstones, Siltstones, Shales and Associated Rocks 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3253551
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2896110
关于积分的说明 8290161
捐赠科研通 2564844
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1392604
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652230
邀请新用户注册赠送积分活动 629576