Charting the envelope of mechanical properties of synthetic silk fibers through predictive modeling of the drawing process

丝绸 韧性 材料科学 蜘蛛丝 纤维 包络线(雷达) 拉曼光谱 过程(计算) 各向异性 计算机科学 复合材料 光学 物理 电信 操作系统 雷达
作者
Jacob J. Graham,Shri Venkatesh Subramani,Xinyan Yang,T. P. Russell,Fuzhong Zhang,Sinan Keten
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:11 (10): eadr3833-eadr3833 被引量:5
标识
DOI:10.1126/sciadv.adr3833
摘要

A major challenge in synthesizing strong and tough protein fibers based on spider silk motifs is understanding the coupling between protein sequence and the postspin drawing process. We clarify how drawing-induced elongational force affects ordering, chain extension, interchain contacts, and molecular mobility through mesoscale simulations of silk-based fibers. We show that these emergent features can be used to predict mechanical property enhancements arising from postspin drawing. Simulations recapitulate a purely process-dependent mechanical property envelope in which order enhances fiber strength while preserving toughness. The relationship between chain extension and crystalline domain alignment observed in simulations is validated by Raman spectroscopy of wet-spun fibers. Property enhancements attributed to the progression of anisotropic extension are verified by mechanical tests of drawn silk fibers and justified by theory. These findings elucidate how drawing enhances properties of protein-based fibers and shed light on how to incorporate this effect into predictive models.
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
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
共享精神应助渝爱MM采纳,获得10
刚刚
上官若男应助nazi采纳,获得10
2秒前
ning发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ning完成签到 ,获得积分20
2秒前
3秒前
3秒前
拥你入怀完成签到,获得积分10
4秒前
无花果应助MXiV采纳,获得10
4秒前
ning完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Gloria完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Mike完成签到,获得积分10
6秒前
carol0705完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
方意完成签到,获得积分10
7秒前
轩辕源智发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
科目三应助hw采纳,获得10
8秒前
10秒前
852应助zzxkkkbp采纳,获得10
10秒前
WZY发布了新的文献求助10
11秒前
ATP完成签到,获得积分10
11秒前
渝爱MM完成签到,获得积分10
11秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
尼古丁真发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
13秒前
yemu3zhi发布了新的文献求助10
13秒前
自觉的丹珍完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
烟花应助请输入昵称采纳,获得10
14秒前
14秒前
Gtingting完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6437529
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251973
关于积分的说明 17557474
捐赠科研通 5495874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898562
邀请新用户注册赠送积分活动 1875316
关于科研通互助平台的介绍 1716334