ప్రకృతి వివిధ బయోనిక్ నిర్మాణాలను తయారు చేయడానికి ప్రజలను ప్రేరేపించింది. సహజ సాలీడు పట్టు యొక్క అద్భుతమైన బలం మరియు దృఢత్వం ప్రధానంగా దాని ప్రత్యేక క్రమానుగత నిర్మాణం కారణంగా ఉంది, β-షీట్ క్రాస్‌లింకింగ్ పాయింట్లు, అధికంగా అమర్చబడిన పరమాణు గొలుసులు మరియు దృఢమైన తొడుగులు మరియు మృదువైన కోర్‌లతో కూడిన స్పైరల్ నానోమాడ్యూల్స్. కృత్రిమ ఫైబర్‌ల యొక్క మెరుగైన లక్షణాలను సాధించడానికి చాలా మంది పరిశోధకులు ఈ లక్షణాలను అనుకరించారు. అయితే, స్పిన్నింగ్ ప్రక్రియను నైపుణ్యంగా ఉపయోగించడం మరియు ఈ క్రమానుగత లక్షణాలను ఏకకాలంలో గ్రహించడం ఒక సవాలుగా మిగిలిపోయింది.

జున్-ఫెంగ్ లియు ఇటీవల, నాంకై విశ్వవిద్యాలయం, చైనా ఫార్మాస్యూటికల్ విశ్వవిద్యాలయం జౌ జియాంగ్ మెయి-ఫాంగ్ జు, డోంగ్వా విశ్వవిద్యాలయ పరిశోధన బృందంతో స్పైడర్ సిల్క్ ప్రోటీన్ నిర్మాణం, ఒక రకమైన కరిగే క్రాస్‌లింకింగ్ నానో జెల్ తయారీ, ఇలాంటి స్పైడర్ సిల్క్ స్పిన్నింగ్ మరియు క్రాస్‌లింక్డ్ ఫైబర్ యొక్క క్రమానుగత నిర్మాణం నుండి ప్రేరణ పొందింది, అధిక బలం మరియు అధిక దృఢత్వంతో డైరెక్ట్ స్పిన్నింగ్ ఫైబర్ పదార్థాలు కొత్త వ్యూహాన్ని అందిస్తాయి.

స్పైడర్ సిల్క్ ప్రోటీన్లలోని β-ఫ్లేక్స్ క్రాస్-లింకింగ్ పాయింట్లుగా పనిచేస్తాయి మరియు వాటి క్రాస్-లింకింగ్ నెట్‌వర్క్‌లు నానోసైజ్డ్ గ్లోబులర్ ప్రోటీన్లలో ఉంటాయి. ఫలితంగా, స్పైడర్ సిల్క్ ప్రోటీన్లు కరిగేవి మరియు స్వీయ-అసెంబ్లీ ద్వారా నేరుగా లేయర్డ్ ఫైబర్‌లలోకి తిప్పవచ్చు. స్పైడర్ సిల్క్ యొక్క నిర్మాణం మరియు స్పిన్నింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ప్రేరణ పొందిన పరిశోధకులు అంతర్గత క్రాస్-లింకింగ్ నెట్‌వర్క్‌తో కరిగే నానోజెల్‌లను తయారు చేశారు. ఫ్రీ రాడికల్ పాలిమరైజేషన్ ప్రక్రియలో క్రాస్-లింకింగ్ ఏజెంట్ యొక్క సాంద్రతను నియంత్రించడం ద్వారా వివిధ మోనోమర్‌లకు అనువైన నానోజెల్‌లను తయారు చేశారు. క్రాస్‌లింకింగ్ ఏజెంట్ యొక్క కంటెంట్ 0.15% నుండి 1.05%కి పెరిగినప్పుడు, నానో-జెల్ స్థూల అణువుల వ్యాసం మరియు అగ్రిగేషన్ మొత్తం క్రమంగా పెరుగుతుంది.

నానోజెల్ యొక్క తన్యత స్పిన్నింగ్ సామర్థ్యం మరియు దాని కణ పరిమాణం మధ్య సంబంధాన్ని పరిశోధించడానికి, పరిశోధకులు యాంత్రిక ఒత్తిడిని కొలిచేటప్పుడు ఫైబర్‌లు విరిగిపోయే వరకు యాంత్రిక టెస్టర్‌పై ఫైబర్‌లను తిప్పారు. సైద్ధాంతిక నమూనా క్రిటికల్ స్ట్రెస్ నానోపార్టికల్స్ యొక్క వ్యాసార్థం యొక్క వర్గమూలానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుందని అంచనా వేసింది.

ఫైబర్‌ల యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి న్యూక్లియేటింగ్ కణాలను జోడించడం ద్వారా నానోకాంపోనెంట్‌ల పరిమాణం మరియు అమరికను సర్దుబాటు చేయవచ్చో లేదో మరింత పరిశోధించడానికి, పరిశోధకులు సింగిల్-వాల్డ్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు/పాలీడోపమైన్ (SWNT-PDA) కాంప్లెక్స్‌ను తయారు చేసి, SWNt-PDA సమక్షంలో 0.15% క్రాస్‌లింకింగ్ ఏజెంట్‌తో నానోజెల్‌ను సంశ్లేషణ చేశారు. నానో-జెల్ ఫైబర్‌ల నిర్మాణం మరియు లక్షణాలపై న్యూక్లియేటింగ్ కణాల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. SWnT-PDA యొక్క THE కంటెంట్ పెరుగుదలతో, నానోజెల్ ఫైబర్‌ల పగులు బలం, పగులు జాతి మరియు దృఢత్వం పెరుగుతున్న ధోరణిని చూపుతాయని మరియు నానోకాంపోనెంట్‌లు మరింత చక్కగా అమర్చబడి సగటు వ్యాసం తగ్గుతుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

ముందుగా సాగదీయడం ద్వారా, పరమాణు గొలుసు అమరిక గణనీయంగా పెరుగుతుంది మరియు సగటు ఫైబర్ వ్యాసం తగ్గుతుంది. 50% ప్రీటెన్సైల్ స్ట్రెయిన్ ఉన్న ఫైబర్‌ల కోసం, నిర్మాణ పరిణామం యాంత్రిక బలాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు బ్రేక్ వద్ద పొడుగును తగ్గిస్తుంది. మరింత ట్విస్టింగ్ ఆప్టిమైజేషన్ తర్వాత, 1.27gpa ఫైబర్ బ్రేకింగ్ బలం మరియు 383MJ / m3 యొక్క గట్టిదనం కలయిక చివరకు సాధించబడుతుంది, ఇది సహజ స్పైడర్ సిల్క్ యొక్క పనితీరు విలువకు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది.

సంబంధిత రచన "ప్రోటీన్-లైక్ నానోజెల్ ఫర్ స్పిన్నింగ్ హైరార్కికల్లీ స్ట్రక్చర్డ్ ఆర్టిఫిషియల్ స్పైడర్ సిల్క్" అనే శీర్షికతో అడ్వాన్స్‌డ్ మెటీరియల్స్‌లో ప్రచురించబడింది.