Nature大刊：丝素蛋白，出乎意料的创新

水是生命和现代工业中最有价值和最重要的物质。它是生物系统不可或缺的组成部分，是合成、处理和利用蛋白质和核酸等生物物质的溶剂，使其成为生物技术的基础材料。 从纳米技术的角度来看，水是一种独特的强效溶剂，可以溶解各种极性和离子物质，分散各种纳米材料，因此，对于在纳米技术和生物学交叉领域运作的技术来说，水可能是必不可少的。 然而，这些领域之间的界面因纯水相对较高的表面张力（在标准温度和压力下约为75.5 mN m−1）而变得复杂，纯水对除极性和高能表面外的所有表面都表现出次优的润湿性。已经尝试通过添加表面活性剂、使用有机共溶剂、直接表面能改性和纳米图案化来改善高粘性液体和低能表面之间的润湿性。虽然这些做法有效地增强了润湿性，但它们会对溶液的成分和表面的形态产生负面影响，从而使加工复杂化。此外，这些干预措施会增加成本和环境影响，与生物物质不相容，限制了它们在下一代生物纳米技术设备中的应用。

从家蚕茧中提取的 丝素蛋白（SF） 因其生物相容性、易于功能化和纳米制造能力而在生物和纳米科学领域得到了广泛的研究。SF的主要成分是丝素重链（FHC）， 它由亲水链段分隔的大疏水结构域组成，并在N端和C端被亲水尾部封端。在分子水平上，83%的FHC由非极性氨基酸甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸和缬氨酸组成， 而另外14%是极性残基丝氨酸、苏氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。这种组合物赋予FHC两亲性，并导致独特的材料特性，包括自组装、胶束形成和非牛顿流变行为等。这些行为已通过使用丝蛋白作为基于氨基酸的合成表面活性剂和乳化剂或脱胶剂来利用。