清华大学化学系张莹莹博士领导的研究小组设计了一种方案，通过给蚕喂食稀土离子改良饲料来生产坚韧的蚕丝。稀土离子可以通过进料掺入丝素蛋白中。掺入的离子能够与丝素蛋白形成离子-偶极和阳离子-π相互作用。这些相互作用有望调整丝的结构以提高其机械性能。

光谱分析证实了稀土离子成功掺入丝纤维中，以及它们之间的化学相互作用。形态和结构分析表明，稀土离子减小了蚕丝纤维的直径，同时增加了非晶成分含量和结晶取向。

这些化学相互作用和结构演变有助于改善丝纤维的机械性能。拉伸强度、杨氏模量和韧性的平均值分别达到0.85±0.07GPa、18.0±1.5GPa和156±13MJm-3，最大值分别达到0.97±0.04GPa、19.0±1.5GPa和188±19兆焦·米−3。该丝的综合机械性能可与蜘蛛丝相媲美，并优于其他功能材料改性的丝。

这项工作提供了一种简单、高效、可扩展的策略来制备超强韧的蚕丝纤维。所获得的丝纤维是医疗、航空航天和体育应用的潜在候选者。

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