汪海波
,
汪海婴
,
梁艳萍
,
张寒俊
,
刘良忠
功能材料
以草鱼鱼鳞为原料,分别提取鱼鳞中的酸溶性胶原蛋白（ASC）和酶溶性胶原蛋白（PSC）,利用动态流变仪和物性分析仪开展胶原凝胶形成和凝胶性能的相关研究,并与哺乳动物来源的猪皮胶原（PC）相比较。实验结果表明,制备所得的3种胶原蛋白均为典型的Ⅰ型胶原并具有完整的3螺旋结构;蛋白浓度和体系pH值是影响胶原凝胶形成的重要因素。ASC形成凝胶的临界pH值为4.5,而PSC和PC为5,3种胶原蛋白凝胶形成的临界蛋白浓度均为0.5mg/mL。粘弹性分析和质构分析的实验结果表明,ASC容易形成一种硬度高但脆性大的凝胶,升高温度可导致其凝胶结构发生不可逆的破坏,而PSC和PC更容易形成一种硬度小但韧性好的凝胶,在低于蛋白变性温度的条件下升高温度可以有效提高凝胶硬度;胶原蛋白凝胶质构受蛋白浓度、体系pH值和蛋白的3螺旋结构影响。蛋白浓度越高,体系pH值越接近中性,形成的凝胶硬度越大,但脆性也随之增加;当胶原蛋白因受热而导致其三螺旋结构破坏后,其凝胶形成能力急剧下降。
关键词:
草鱼
,
鱼鳞
,
胶原蛋白
,
凝胶
,
性能
刘鹏
,
汪俊文
,
朱德举
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150615.002
经过长时间的自然进化,硬骨鱼鳞片变得超薄、超轻,并具有很好的柔韧性.为研制新型柔性防护体系,对草鱼鳞片的多级结构及力学性能进行了研究.首先,按3个不同方向(0°、45°和90°)在鳞片中心区域裁取鳞片和胶原层2组试样;然后,进行了轴向拉伸测试并对不同含水量的鳞片以及不同应变率下鳞片和胶原层的力学性能进行了对比研究.结果显示:草鱼鳞片主要由坚硬的骨质外层和软质的胶原层组成,其中胶原层由胶原纤维层交错叠加组成,交错角约为28°～31°;鳞片的力学性能为平面内各向异性,而胶原层的力学性能为各向同性;脱水鳞片的弹性模量和拉伸强度显著增加,分别约为饱水鳞片的10倍和3倍,但极限应变减少了约50％.饱水鳞片和胶原层的力学性能与应变率有很大相关性.所得结论为新型仿生复合材料及柔性防护体系的研究提供了思路.
关键词:
鱼鳞
,
多级结构
,
力学性能
,
含水量
,
应变率
