Шелк свойства: что за ткань, описание материала, свойства, плюсы и минусы натурального шелка

Содержание

что за ткань, описание материала, свойства, плюсы и минусы натурального шелка

Натуральный шелк – гладкая, нежная и пластичная ткань с мягким блеском. Нити для ее изготовления получают из пушистых коконов тутового шелкопряда. При средней толщине 30-40 микрон длина каждой нити часто достигает 1,5 км. Эффект глянцевого перелива достигается благодаря призматическому сечению, преломляющему свет. Одежда из натурального шелка – всегда показатель утонченности, роскоши и хорошего вкуса.

Происхождение и современное производство

Родиной шелководства считается Древний Китай, и по легенде первой удивительную красоту и прочность шелковой нити заметила юная императрица. Именно она изготовила самое первое шелковое полотно, научив позже и остальных секретам шелководства. Проходили столетия, постепенно меняя технологию производства шелка. Появились полотна разной степени плотности и вариантами плетения нити. До процедуры окрашивания ткань предварительно проходила несколько этапов обработки: промывание, вываривание в мыльном растворе и отбеливание.

Если изначально китайцы строго хранили секрет изготовления шелка, то позже тайна всё-таки была раскрыта. Уже в средневековье европейцы узнали не только, как выглядит шелк, но и как его производить. В современном шелководстве уверенное лидерство продолжает оставаться за Китаем. На втором месте – Индия, а завершает тройку лидеров Узбекистан. Иран и Юго-Восточная Азия не менее активно используют технологии производства шелка.

Более дешевым аналогом натурального шелка считается ацетат.

Особенности материала и сферы его использования

Уникальные характеристики шелковой ткани – главный секрет ее популярности во всем мире. Среди основных достоинств этой роскошной ткани можно назвать следующие свойства натурального шелка:

  • Материал не вызывает аллергии, потому что при изготовлении не подвергается действию агрессивных компонентов.

  • Высокая гигроскопичность позволяет материалу подходить для любого климата и времени года. Изготовленное из шелка постельное белье может похвастать безупречной теплоизоляцией.

  • Антистатичность –  натуральный шелк не электризуется, не прилипает к кожному покрову и не накапливает статическое напряжение.

  • Удивительная прочность плетения нити позволяет шелковым вещам долго служить своим владельцам. Износостойкие свойства ткани из шелка – важное достоинство глянцевого полотна.

  • При необходимости материал легко сочетать с другими тканями.

Из шелка не только шьют одежду. Постельное белье, гардины, обивка для мебели и даже обувь – возможности шелковой ткани поистине велики.

Преимущества и недостатки 

Способность регулировать температурный режим, влагопроницаемость, гипоаллергенность, бактерицидные свойства, устойчивость к истиранию – все перечисленные выше свойства натурального шелка как раз и являются его достоинствами. Существенный плюс – многофункциональность ткани – от пошива изысканного вечернего наряда до роскошных портьер.

Из недостатков можно выделить:

  • склонность к сминанию;

  • появление разводов и пятен при попадании даже небольшого количества влаги;

  • дороговизна шелковых изделий.

Последний недостаток стал мощным стимулом для создания более доступных по цене аналогов. Искусственный шелк несколько уступает натуральному по своим характеристикам, но пользуется не меньшим спросом.

Описание шелка может отличаться по своему внешнему качеству и структуре. Материал имеет несколько разновидностей:

  • атлас – хорошо поддающаяся драпировке блестящая ткань;

  • сатин – полотно высокой плотности с шелковистой поверхностью;

  • шифон – тонкая полупрозрачная ткань, шероховатая на ощупь;

  • дюпон – плотный, но мягкий материал с глянцевым блеском.

Среди разновидностей шелка – креп, тафта, туаль, газ. У каждого имеются свои особенности, своя роскошь.

В каталоге нашего магазина вы найдете образцы натурального и искусственного шелка по привлекательной стоимости.

Уход за шелковой тканью

Чем бережнее относиться к одежде, тем дольше она прослужит. Особенно это правило работает по отношению к шелковым вещам. Этот красивый, но капризный материал требует особого внимания. Уход за шелком труден потому, что ткань не выдерживает высоких температур, легко сминается и может дать усадку.

Несмотря на свою деликатность в уходе, шелк обладает массой достоинств. Он гигроскопичен, отлично регулирует теплоотдачу, высокопрочен и не вызывает аллергических реакций. Шелковые изделия не только привлекательны, но и невероятно комфортны.

  1. Стирать шелк либо вручную, либо в машинке на деликатном режиме. Температура при этом составляет примерно 30 ⁰С.

  2. Чтобы не допустить неопрятных заломов, сушить на махровом полотенце в разложенном виде.

  3. Гладить утюгом или отпаривателем на минимально возможном температурном режиме. При глажке утюгом желательно использовать марлю.

  4. Не допускать попадание влаги на изделие, иначе сразу появятся пятна и некрасивые разводы.

  5. Шелковую одежду нельзя хранить в сложенном состоянии, она очень быстро деформируется.

  6. Обязательно учитывать все рекомендации производителя, указанные на ярлыке.

Стирка шелковой ткани

Шелковые изделия по праву считаются элитными и роскошными, а потому требуют особого ухода. Если знать, как и при какой температуре стирать натуральный шелк, можно и не сомневаться в его долговечности.

  1. Для ручного способа стирки использовать желательно кипяченую воду температурой не более 30 ⁰С.

  2. Предварительно нужно приготовить мыльный раствор, сбив его в сильную пену.

  3. Стирка шелка должна быть максимально осторожной, без излишнего трения.

  4. Полоскать одежду необходимо вначале теплой водой. Второй этап полоскания – в холодной воде с добавлением 1 ст.л. уксуса.

  5. Отжимать постиранную вещь следует осторожно. Лучше ее просто развесить и дать воде стечь.

Шелк – очень нежный материал, и высоких температур он не выдерживает. Можно ли стирать шелк в стиральной машине? Если этого не запрещает производитель, тогда конечно. При этом необходимо выбрать режим деликатной стирки и определить температуру примерно 30 ⁰С. Чаще всего машинный вариант подходит для категорий искусственного шелка. Натуральные изделия предпочтительнее все-таки стирать вручную.

Садится ли шелк после стирки, зависит от его разновидности. Наиболее всего усадке подвержен креп – одна из категорий искусственного шелка. Натуральный материал может «сесть» примерно на 5 %.

Чтобы высушить шелковое изделие, не рекомендуется использовать прищепки во избежание заломов на ткани. Полотно лучше разложить на махровое полотенце, чтобы оно впитало всю влагу.

Глажка

Как гладить натуральный шелк утюгом и не испортить при этом деликатную ткань? Вопрос этот актуален для всех владельцев шелковых изделий. Данный процесс не будет казаться затруднительным, если придерживаться следующих рекомендаций:

  • Чтобы не деформировать материал, гладить его желательно чуть влажным с изнаночной стороны. Можно предварительно защитить ткань марлей.

  • Температура глажки шелка должна оставаться минимально возможной. Такую информацию производитель обязательно оставляет на своей продукции.

  • Заломы на сухой шелковой ткани можно исправить путем вертикального отпаривания. Не следует предварительно брызгать водой из пульверизатора, иначе не избежать разводов и пятен.

  • Расстояние от полотна до отпаривателя не должно быть меньше 6 см. режим на парогенераторе должен быть установлен соответствующий.

Как гладить натуральный шелк, во многом зависит от плотности материала. В любом случае предварительно рекомендуется проверить способ на изнанке изделия там, где меньше всего будет заметно. После глажки вещь следует хранить на вешалке, а не складывать – шелк очень капризен, склонен к заломам и сминанию.

свойства и описание ткани, как отличить от искусственного

Время чтения: 8 минут

 

 

Натуральный шелк – удовольствие не из дешевых. Но высокая цена за метр этой радующей взор и льнущей к телу ткани, когда-то доступной лишь коронованным особам, вполне оправдана.

Обратимся к Википедии.

Шелк (нить) – тончайшее волокно, образующееся в результате жизнедеятельности гусеницы тутового шелкопряда. Химический состав шелковой нити: 18 различных аминокислот, калий, натрий – до 2%, восковые и жировые компоненты – до 3%, серицин – до 40%, фиброин – до 80%.

Шелк (ткань) – тканое полотно, получаемое из шелковых нитей от размотанных коконов гусеницы шелкового шелкопряда.

Описание производства

Предварительно собранные грены (яйца) шелкопряда на 7-10 дней помещают в инкубаторы с благоприятной температурой в пределах +23-25°С. Вылупившиеся 3 мм личинки переправляют откармливаться свежесобранной с шелковичных деревьев листвой, в большом количестве разложенной на полках кормовых этажерок, обтянутых мелкоячеистой сеткой.

От момента вылупления до часа, когда выросшая гусеница начнет готовиться к преображению в бабочку и станет вить кокон, она четыре раза полиняет. Зрелый экземпляр червя шелкопряда в длину равен 7- 8 см, весит до 5 г и «вооружен» строительным инструментом для плетения кокона – небольшим выростом под нижней губой из которого выделяется клейкая масса.

Вытянутые из нее волокна почти мгновенно становятся прочными и упругими. Тянущиеся за гусеницей, старательно формирующей для себя «домик», образуют пушистый на вид, но липковатый, закрытый со всех сторон шарик или яйцеподобный овал с большой полостью, служащей убежищем насекомому.

Интересный факт

Для получения килограмма шелка-сырца требуется около 18 кг коконов от 1000 гусениц. Чтобы накопить достаточно секрета для выработки клейкой массы, они должны съесть не меньше 60 кг листвы тутовника (3 дерева).

Длина нити в одном коконе может достигать 1000 м. Из 100 кг базового сырья, получают около 9 кг нитей, пригодных к ткачеству. Самые большие коконы — 6 см, самые малые — 1, 5 см. Размотка коконов выполняется на специальных станках-мотовилах, после тепловой обработки «шариков».

Характеристики необработанного волокна:

  • Толщина -13-14 мк
  • Предел прочности – до 15 г.

Плюсы ткани из шелка

  • Отличная воздухопроницаемость, обеспечивающая коже такое же дыхание, как и при отсутствии одежды.
  • Прекрасная гигроскопичность – впитывая выделяющийся пот, шелковая ткань быстро испаряет влагу.
  • Уникальная терморегуляция – наряд из шелка быстро приобретает температуру тела надевшего его и не вызывает формирование дискомфортных ощущений.
  • Уникальная гигиеничность – вещи из шелка защищают от атак вшей, малопривлекательны сапрофитам (клещи, размножающиеся в пыли), прочим патогенным формам жизни.
  • Наличие в шелке аминокислот, оказывает благотворное влияние на эпидермис человека — стимулирует процесс регенерации.
  • Износостойкость – при правильном уходе вещи из шелкового материала не теряют привлекательности на протяжении десятков лет.

Минусы

  • Требуют большой аккуратности при обработке утюгом.
  • Боятся интенсивного воздействия ультрафиолета.
  • При попадании жидкости (воды, пота, дождя) на поверхность шелка, образуются малопривлекательные разводы.
  • Стоимость.

Виды шелка

Шелковые ткани довольно разнообразны.

  • Атлас – хорошо драпирующаяся ткань с приятным блеском на лицевой стороне и матовым отливом на изнанке (используется при пошиве одежды, мебельной обивки, некоторых видов обуви).
  • Сканый шелк – полотно из золотых и шелковых нитей для пошива парадных нарядов представителям «голубой крови», священнослужителям высшего ранга.
  • Органза – блузочное полупрозрачное легкое матовое, блестящее или переливающееся полотно из туго скрученных нитей.
  • Креп – рельефное полупрозрачное плательное и блузочное полотно из скрученных нитей основы и слабо скрученных волокон утка. Различают креп-жоржет (блестящее полотно, имеющее гофрированную структуру), креп-шифон (прозрачное легкое полотно), крепдешин (плотное тонкое полотно с несильным блеском на лицевой стороне), лавабль (струящееся полотно, имеющее гладкую поверхность).
  • Газ – блузочная прозрачная легкая ткань, широко применяющаяся в изготовлении свадебных и вечерних, бальных нарядов.
  • Шифон – блузочное, плательное, зачастую используемое и декораторами интерьеров тонкое матовое плотно с шероховатой поверхностью.
  • Фуляр – бельевое и платочное полотно, отличающееся легкостью и хорошо видимым мягким блеском.
  • Чесуча – платяное полотно без узора.
  • Остается прояснить, что такое вареный шелк. Это ткань полотняного переплетения с однородной матовой поверхностью. Внешне напоминает замшу. Материал используют для пошива различных типов одежды: платьев, костюмов и другого.

Отличие натурального шелка от искусственного

«Поддельный шелк» ткут из нитей, полученных из целлюлозных материалов.
От настоящего отличается меньшей износостойкостью, не стимулирует регенерационных процессов, отсутствием способности отпугивать вредных насекомых, склонностью к электризации.

Как определяют искусственный шелк:

  • не имеет переливчатого блеска, искусственная ткань «светится» тускло;
  • в отличие от полиэстровых тканей, даже гладкий вид шелка имеет некоторые погрешности на поверхности;
  • шелк-холодок ткут из нитей искусственного происхождения;
  • шелковые нити растворяются в теплом 10% растворе щелочи;
  • подожженные искусственные волокна издают запах горящего пластика или древесины;
  • при сжатии в кулаке образуются заломы с четкими линиями.

Уход за изделиями

  • Стирка в машинке только в режиме бережного воздействия.
  • Стирая вручную, сильно не тереть.
  • Температура воды для стирки – до 30°С, полоскания – до 25°С.
  • Полоскание в подкисленной уксусом воде (5 ст. л. 9% на 10 л. воды), усилит яркость окрашенного шелка.
  • Отжим механический/ручной должен быть щадящим.
  • На улице сушку проводить в притененном месте, в помещении — в подвешенном состоянии, на некотором удалении от отопительных приборов закрытого типа.
  • Гладить слегка нагретым утюгом.
Если раньше вы считали любителей шелковых вещей – сибаритами, то теперь понимаете, что они просто практичные люди, предпочитающее приобретать качественные, долго служащие изделия.

   

© 2021 textiletrend.ru

Шелк свойства ткани.

Доброго времени суток, уважаемые читатели!

Сегодняшняя статься посвящена их величеству… ШЕЛКУ. Позвольте Вам его отрекомендовать.

Шелк.

(Чтобы увеличить картинку, кликните по ней).

“Чистые” шелковые ткани маркируют следующим образом.

Какие бывают ткани. Разные виды тканей.

Волокнистый состав тканей.

Как определить вид ткани?

Синтетические ткани, свойства.

Искусственные ткани, свойства.

Шелк, свойства ткани

Шерсть, свойства ткани

Лен, свойства ткани

Хлопок, свойства ткани.

На какие свойства ткани нужно обращать внимание, выбирая её?

Свойства.

Натуральный шелк без преувеличения можно назвать одним из самых дорогих и самых благородных материалов.

Дорогой он в прямом смысле этого слова. Потому, что очень это длительный и трудоёмкий процесс, производство шелковой ткани.

Сначала нужно добыть шелковые нити. А их получают (разматывают) из кокона тутового шелкопряда, есть такая гусеница. Я «имела удовольствие» лично видеть её. Такая медленная, толстая и большая. Ест только листья шелковицы и образовывает вокруг себя кокон. Потом люди используют нить, вытянутую из середины кокона длинной (около 1000м) для производства шелковой нити.

Но есть ещё одна гусеница, из кокона которой получают шелковую ткань. Это гусеница дубового шелкопряда. Из её кокона получают всего один вид шелка, шелк-тусса.

Чтобы не путать натуральные шелковые ткани, ткани, полученные от тутового шелкопряда, обозначают так.

Шелковая ткань очень прочная, приятная на ощупь, мягкая ткань, плавно обтекающая формы человеческого тела.

Шелк очень ценный материал ещё и потому, что это единственная натуральная ткань с такими потрясающими терморегулирующими свойствами, тоесть подстраиваться и поддерживать температуру человеческого тела в зависимости от температуры окружающей среды. В жару он приятно холодит тело, обеспечивает хорошую воздухопроницаемость,  зимой согревает. Тоесть натуральные шелковые вещи можно носить круглый год.

В зависимости от качества волокон в полотне, от их переплетения и отделки полотна шелковые ткани бывают или очень легкими или тяжелыми, хорошо или плохо драпирующимися, сильно сминающиеся и не очень.

Натуральный шелк, ткань с хорошей износостойкостью. Хотя в подмышках рук, в местах, где всегда происходит потоотделение, могут оставаться неприятные следы от пота. Они не только неопрятны эти следы, но и портят ткань. Но выход есть. Нужно пришивать подмышники.

Все шелковые ткани впитывают влагу с поверхности человеческого тела равную половине собственного веса и при этом остаются сухими.

Расцветки натуральной шелковой ткани, узоры, рисунки. Здесь вам и поверхностный блеск, и всевозможные росписи. Узоры такие, вот такие и ещё вот какие! Вот уж где «разгуливается» фантазия дизайнеров по тканям.

Натуральные шелковые ткани очень хорошо кроятся. Ножницы быстро бегают по ткани, если конечно вы её поймаете и удержите. Потому что скольжение натуральной шелковой ткани сумасшедшее.

Очень высокая осыпаемость открытых срезов натуральных шелковых тканей, вплоть до образования бахромы. Это нужно обязательно учитывать при раскрое, когда будете определяться с шириной припусков.

И прорубаемость нитей полотна шелковой ткани очень высокая. Иногда остаются жуткие, «несмываемые следы». Поэтому при стачивании деталей модели из натурального шелка нужно стараться допускать как можно меньше ошибок, чтобы как можно меньше распускать уже проложенные швы.

Шелк усадки не даёт. Не склонен он и к формованию в процессе влажно – тепловой обработки.

При работе с тканями из натурального шелка всегда нужно помнить, что во время утюжки увлажнять полотно нельзя, потому что останутся не выводимые пятна.

Уход.

Если вы задумали освежить вещь из натуральной шелковой ткани и не знаете, как за ней ухаживать, то самый правильный вариант это отдать в хорошую проверенную химчистку, специалистам.

С таким тканями как органза, шифон, тафта, шелковая парча, атлас, креп-жоржет вообще не стоит шутить и экспериментировать в домашних условиях. Сразу в химчистку.

Те натуральные шелковые ткани, которые все-таки можно стирать дома, нужно стирать очень бережно и аккуратно. Вода должна быть не более 30⁰С. Моющие средства использовать только мягкие и точно без отбеливателя.

Стирать можно только вручную. Тереть ни руками, ни ещё чем бы то ни было нельзя. Ни выкручивать, ни отжимать в центрифуге нельзя.

Полоскать лучше всего сначала в теплой воде потом в холодной. В последнюю холодную воду можно добавить немного уксуса, чтобы расцветка ткани немного «оживилась и заиграла».

Промокнули, например махровым полотенцем, и, в горизонтальном, максимально расправленном виде сушиться, подальше от прямых солнечных лучей и батарей центрального отопления.

Утюжить натуральные шелковые ткани нужно слегка нагретым утюгом с установленным терморегулятором на позицию «шелк».

Утюжат натуральные шелковые ткани слегка влажными. Только шелк-тусса нужно утюжить сухим.

В следующей статье мы будем знакомится с искусственными тканями.

Всего хорошего! С уважением, Милла Сидельникова!

виды, свойства, уход за тканью

Содержание страницы

Натуральная шелковая ткань очень популярна благодаря своим удивительным характеристикам. Шелк настолько понравился людям, что его научились изготавливать синтетическим путем. Но это обстоятельство не повлияло на высокую востребованность природных нитей, получаемых из коконов тутового шелкопряда.

История

Шелк – натуральный материал, производство которого насчитывает не одно тысячелетие. Предполагается, что шелковая материя начала выпускаться еще до нашей эры. Тутовый шелк родом из Китая. Как гласит предание, 14-летняя жена одного из первых китайских императоров однажды пила чай на свежем воздухе в тени деревьев, и в чашку ей упал кокон шелкопряда. Под воздействием горячей воды из кокона вышла крепкая тонкая нить.

Супруга правителя достала нить и в этот момент ее посетила мысль, что из содержимого кокона можно изготовить ткань, отличающуюся красотой и прочностью. В скором времени высокопоставленные лица государства издали приказ выращивать шелкопрядов. А позднее был изобретен станок, и шелк сырец начал производиться активнее.

Простолюдинам строго запрещалось шить себе шелковые наряды. Этот блестящий натуральный материал долгое время применялся в шитье нарядов исключительно для представителей двора императора. Особенно в этом плане ценился красный шелк с золотой вышивкой.

[adrotate banner=»18″]

Производство шелка осуществлялось только на территории Китая, его секрет не разглашался под страхом смертной казни. Личинки и коконы шелкопряда, а также семена тутового дерева запрещалось перевозить в другие страны. С развитием торговли тонкая шелковая материя стала известна всему миру. Однако Китай многие столетия оставался единственной страной, где этот натуральный материал производился в промышленных масштабах.

В Европе чуть более века назад придумали ацетатный шелк – синтетическую альтернативу натуральной ткани шелк из Китая. Сейчас производство полотна развито в Италии, Франции, Англии и Швейцарии.

Во все века история шелка была окутана тайной, связана с интригами и иногда – с мистикой. Подлинные обстоятельства его возникновения не известны по сей день.

История шелка искусственного началась в 19 веке, когда был разработан процесс ксантогенерирования. Технологию изобрели англичане Бевин, Кросс и Бидл, хотя и до них в Европе были попытки создания искусственного полотна.

Чтобы получить синтетический материал, древесную массу замачивали в растворе каутистической соды. Затем в еще мокрый состав добавляли другие химические соединения, благодаря чему происходила реакция ксантогенерирования.

Полученный продукт пропускали через своеобразное сито, после чего помещали его в раствор натрия, сульфата цинка и серной кислоты. Так образовывались нити и волокна, а синтетический шелк сырец стали изготавливать в промышленных масштабах. Патент на его производство был зарегистрирован 30 сентября 1902 года.

Виды шелковых тканей

[adrotate banner=»1″]Ассортимент шелковых материй определяют виды волокон, переплетения нитей, свойства шелка, особенности его производства и внешний вид. Натуральная шелковая материя встречается двух сортов: малбери и тусса.

Наиболее качественным является шелк малбери, не имеющий аналогов. Он производится из нитей шелкопряда, выращенного в искусственных условиях. Весь процесс получения материала осуществляется вручную. Его обработка происходит без использования химических продуктов, благодаря чему натуральный блестящий материал сохраняет все свои свойства.


Сорт тусса, в отличие от малбери, вырабатывают из нитей дикой гусеницы-шелкопряда. Тусса – это красный шелк, иногда – коричневый или медный. Его используют в мебельной индустрии для обивки изделий, оформления интерьера или наполнения подушек. Чтобы эта ткань приобрела более презентабельный вид, ее подвергают отбеливанию.

Это натуральные виды шелка, отличающиеся качеством и способом производства.

Также ткань разделяют по типам:

  • Креповые материи – креп-шифон, креп-жоржет.
  • Полукреповые ткани – креп-сатин, крепдешин.
  • Плотная шелковая ткань жаккард.
  • Гладьевые полотна.
  • Ворсовые ткани – велюр-бархат, бархат.

Шелковая ткань классифицируется в зависимости от метода производства. При этом каждая материя обладает своими, уникальными характеристиками.

  1. Буретный шелк состоит из коротких частей волокна, не поддающихся скручиванию. Волокна, составляющие буретный шелк, выстилают наружный и внутренний слои кокона. Благодаря такому расположению нити этого вида полотна обладают бактерицидными свойствами.
  2. Шелк сырец – высококачественный текстильный материал. Он производится из кокона гусеницы методом перемотки нити или синтетическим путем. Шелк сырец обладает такими характеристиками: гладкость, мягкость, эластичность, прочность, хорошая растяжимость. Обычно шелк сырец идет на изготовление платьевых материй, швейных нитей и других изделий.
  3. Вискозный шелк – это материя обычно полотняного переплетения, содержит синтетические волокна. Благодаря современным технологиям производства сейчас вискозный шелк делают практически неотличимым от натурального материала. Вискозу можно определить методом сожжения волокна. Эта материя состоит из целлюлозы, поэтому и горит иначе, чем состоящий из белковых соединений природный материал.
  4. Парашютный шелк – это ткань полотняного переплетения, используемая в самых разных сферах. Достаточно прочный парашютный шелк – материал полупрозрачный, окрашивается в разные оттенки в зависимости от назначения.
  5. Мокрый шелк изготавливается исключительно из натуральных волокон. Это безопасный и экологически чистый материал, применяющийся в шитье элегантных нарядов: шелковые платья, белье, костюмы, сорочки и галстуки. Также мокрый шелк используют для обивки элитных видов мебели. Иначе мокрый шелковый материал называют атлас-сатином.
  6. Вареный шелковый материал полотняного переплетения имеет однородную матовую поверхность. Он используется для пошива одежды: шелковое платье, а также костюмы и другие наряды из вареного типа ткани по недавним утверждениям дизайнеров сейчас на пике моды. Шелковый вареный материал напоминает по своему внешнему виду замшу.

Состав и свойства

[adrotate banner=»1″] По своему химическому составу натуральный материал напоминает волосы или шерсть. На 97% он состоит из белков, остальное – воски и жиры. Искусственно получаемый ацетатный шелк состоит преимущественно из целлюлозы с небольшим содержанием химических примесей.

Шелковая ткань натурального происхождения стойка к кислотам, органическим растворителям и щелочам.

Свою прочность натуральный материал теряет при температуре свыше 110 градусов либо при прямом воздействии ультрафиолета.

Шелковая материя приятна на ощупь. Это блестящий прочный и мягкий материал, способный окрашиваться в разные оттенки. Он очень износостоек, хорошо пропускает воздух и впитывает влагу. На свету тонкая ткань красиво переливается.

Из этой материи шьют как летние, так и зимние вещи, потому что при любой температуре окружающей среды телу в них комфортно. Кроме того, натуральный шелк обладает дезинфицирующим действием — особенно буретный шелк, получаемый из защитных волокон внутреннего и наружного слоев. Поэтому шелковая материя часто используется как шовный материал.

К недостаткам шелковых материй, особенно полотняного переплетения, можно отнести легкую сминаемость. Если шелковое платье сшито из таких разновидностей, как шифон и креп-жоржет, оно практически не мнется благодаря повышенному перекручиванию нитей в полотне. Появление пятен на поверхности ткани под воздействием влаги также относится к минусам. Подобные загрязнения легко удаляются спиртом. Синтетический материал электризуется, а у натурального такой особенности нет.

Производство

[adrotate banner=»18″]

Гусениц-шелкопрядов разводят в больших шелководческих хозяйствах. Сначала их яйца помещаются в инкубаторы. После того, как насекомое вылупится, его переносят на кормовые этажерки. Когда шелкопряд вырастает, его помещают в коробки, где он и начинает свою работу по изготовлению кокона. На это уходит около 4 суток. Готовый кокон помещают в кипяток, где он разматывается. Получается шелковая нить длиной от 300 до 1000 метров.

После специальной обработки нить приобретает блеск. Если нужна ткань без блеска, его просто убирают на одном из конечных этапов производства. Нити окрашивают и ткут из них плотный шелк, натуральную природную материю. На этом производство шелка заканчивается.

Применение

Как уже указывалось, области использования данного материала весьма обширны. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Отделка интерьеров

В 90-х годах прошлого века в странах Европы появился новый тип декорирования стен. Для этого использовался мокрый шелк – специальная штукатурка с содержанием натуральных волокон. Мокрый шелк применялся в отделке элитных помещений. Теперь мокрый шелковый вид декора стал более доступным.

На мокрый шелк стоит обратить внимание владельцам увеселительных заведений. Этот материал имеет отличную текстуру, он не горит и не тлеет, поэтому с точки зрения пожарной безопасности – идеален. Кроме того, мокрый отделочный материал очень красив и прочен.

Пошив одежды

Пожалуй, это самая распространенная область применения шелковых материй. Для пошива одежды используется как природный, так и ацетатный шелк, совсем немного отличающийся по свойствам. Тонкая шелковая материя полотняного переплетения великолепно подчеркивает фигуру, удобна при носке и долговечна.

Для изготовления предметов гардероба нередко используется парашютный шелк, отличающийся высокой прочностью. Также этот вид применяется в производстве разных изделий: палатки, обивка сидений и мебели и т. д.

Домашний текстиль

Красивая блестящая ткань превосходно смотрится в интерьере. Из нее шьют шторы, постельное белье, накидки для мебели, покрывала и многое другое.

Шелк – это абсолютно не аллергенный материал. На нем не размножаются пыльевые клещи и клопы. Поэтому людям, страдающим аллергией, эта тонкая ткань подходит лучше всего.

Медицина

Тутовый шелк обладает способностью впитывать влагу в намного большем объеме, чем другие материалы. При этом он совсем не мокрый на ощупь. Поэтому его активно используют в медицине.

Это отличный шовный материал, используемый в хирургии. Шовный вид материи не рассасывается до 3 месяцев. Также шовный шелк вызывает незначительную первоначальную воспалительную реакцию живой ткани. Шелковый шовный материал используют даже в глазной и нейрохирургии.

Рукоделие

Из этой ткани делают превосходные сувениры. В вышивке картин используется тутовый шелк или искусственный. Приезжая во вьетнамский город Далат, туристы обязательно посещают мастерскую семьи вышивальщиц. Там представлены очень дорогие уникальные полотна, вышитые вручную натуральными шелковыми нитями на прозрачном полотне.

Также буретный шелк (или другой природный) используется в вязании. Из него делают вручную или на специальных машинках изысканные вязаные вещи.

Как отличить материал?

Чтобы определить, что перед нами не ацетатный шелк, а именно натуральный материал, можно использовать метод горения. Искусственные волокна будут активно гореть ярким пламенем, испуская запах бумаги.

Если поджечь природный шелковый материал, он будет тлеть. При этом можно почувствовать запах жженого волоса.

Кроме того, определить шелк можно по его мягкой текстуре, блестящей поверхности.

Правила ухода

Ткань полотняного переплетения из шелковых нитей требует особенного ухода. Этот блестящий материал нужно стирать вручную или при специальном режиме. Деликатные вещи стирать запрещается, лучше отдавать их в химчистку.

При стирке следует отделять одежду по цвету: красный шелк стирается отдельно от белого и т. д.

Когда шелк еще мокрый после стирки, необходимо завернуть его в полотенце. Как только излишки влаги впитаются, изделие следует положить на горизонтальную поверхность. Сушилки использовать запрещено.

Мокрый материал нельзя гладить. Когда шелк высохнет, можно погладить его утюгом при низкой температуре без пара.

За прошедшие тысячелетия в судьбе шелковой ткани ничего не изменилось: и в современной жизни она занимает далеко не последнее место, как и во все время своего существования. Такую популярность нежная материя заслужила не зря. Это и шовный, и платьевый, и отделочный материал, применяемый с успехом повсеместно.

Шелк - Виды тканей

История шёлка

Существует множество интересных преданий и легенд о возникновении первых шёлковых нитей. Факты, подтверждающие изготовление шёлка в древности, датируют начало его изготовления периодом около 5 тысяч лет назад. Этому свидетельствуют археологические раскопки в некоторых районах Китая, где были найдены фрагменты коконов шелкопряда. Также были обнаружены надписи иньских иероглифов «шёлк», «тутовое дерево», «шёлковая ткань» на костях животных и панцирях черепах, которые относят ко второму тысячелетию до н.э. А фрагменты шёлковой ткани впервые были найдены в гробницах южного Китая.

Поэтому родиной шёлка считается именно Китай. Много времени китайцы держали в секрете технологию производство шёлка, а разглашение тайны каралось казнью. Уже во втором веке до н.э. активно развивалась внешняя торговля, названная «Шёлковый путь». Китайцы отправляли караваны, груженные товаром, в страны Центральной Азии. В это же время секрет производства шёлка попал в Корею, затем в Японию и к четвёртому веку н.э. изготовлением экзотической ткани занимались и в Индии.

Несмотря на популярность шёлка, секрет его изготовления дошёл до Европы только к 550 году. Активное производство и торговля велась в Италии уже в 13 веке. А в 17 веке одним из лидеров производства шёлка в Европе стала Франция.

В настоящее время производством шёлка занимаются во многих странах: Индии, Японии, Корее, Таиланде, Узбекистане, Бразилии и других. Но самым крупным его поставщиком остаётся Китай, на долю которого приходится около 50% всего мирового производства.

Особенности производства

Шелководство очень точное и деликатное производство. Оно состоит из нескольких важных этапов:

  1. Получение коконов шелкопрядов. Самка шёлковой моли откладывает около 500 яиц. Яйца сортируют и тестируют, оставляя только здоровые. В течение 7 дней появляются маленькие шелкопряды, которых кормят листьями тутового дерева, предварительно отобрав вручную и измельчив. По истечении определённого времени гусеницы начинают свивать коконы, в которые за несколько дней полностью закручивают себя. Далее идёт сортировка коконов по цвету, форме, размеру и так далее.
  2. Раскручивание коконов. Для начала куколку умерщвляют, чтобы она не успела вылупиться и повредить кокон. После этого кокон погружают в кипяток для растворения клейкого вещества, чтобы легко размотать его нити.
  3. Создание шёлковых нитей. Каждый кокон даёт до 1000 м. нити. Для получения шёлковой пряжи в одно волокно скручивают по 5-8 нитей. Если одна ниточка заканчивается, то к ней прикручивают следующую. Тогда получается очень длинная шёлковая нить. В итоге получается продукт – шёлк-сырец, который сматывают в мотки пряжи. Далее их сортируют, обрабатывают, снова крутят для лучшей плотности и однородности, затем отправляют на ткацкую фабрику.
  4. Изготовление ткани. В ткацких цехах пряжу замачивают, обрабатывают и окрашивают. Далее из нее ткут шёлковые ткани, используя различные переплетения.

Виды и свойства

Натуральные шёлковые нити бывают разных видов. Это зависит от страны обитания и условий, в которых выращиваются гусеницы (естественная среда или искусственная), а также от листьев, которыми питаются эти червячки (тутовые, дубовые, касторовые и др. ).

Безусловно, качество и вид нити определяет свойства и особенности ткани. А всевозможные переплетения, с помощью которых создаются разные виды полотен, отличают их по свойствам, внешнему виду, структуре и другим параметрам.

Вот некоторые популярные виды шёлковых тканей различного плетения:

  • Туаль. Для этого вида натуральной шёлковой ткани используют полотняное переплетение. Отличается мягким блеском, хорошей плотностью, также хорошо держит форму. Подходит для галстуков, платьев, подкладок.
  • Атлас. Это шёлковая или полушёлковая ткань атласного переплетения. Отличается плотностью, гладкостью и блеском лицевой стороны, мягкостью, хорошо драпируется. Используют для пошива различной одежды и обуви, обивки мебели.
  • Сатин. Это ткань сатинового переплетения, часто из хлопчатобумажного волокна или химического, а также шёлкового. Отличается гладкостью, шелковистостью лицевой поверхности, плотностью, блеском. Из него изготавливают платья, мужские рубашки и т.д.
  • Креп. Это группа шёлковых, полушёлковых, шерстяных, искусственных и синтетических тканей, которая изготавливается из нитей с большой круткой (креповой). К ней относят: креп-сатин, креп-шифон, крепдешин, креп-жоржет. Отличается шероховатостью, лёгким блеском, хорошей драпировкой, а также слабо мнётся. Используют для пошива платьев и костюмов.
  • Шифон. Шёлковая или хлопчатобумажная ткань, полотняного переплетения. Отличается мягкостью, тонкостью, матовостью, шероховатостью, хорошо драпируется.
  • Органза. Ткань из шёлка, полиэстера или вискозы. Отличается жёсткостью, тонкостью, прозрачностью.
  • Газ. Ткань имеет особое газовое переплетение. Отличается лёгкостью, прозрачностью, нежностью, хорошо держит форму, без блеска. Используют в основном для отделки, часто для свадебных нарядов.
  • Дикий шёлк. Это фактурная ткань, мягкая, с приглушённым блеском.
  • Шёлк Дюпон. Очень плотная, не мягкая, но и не слишком жёсткая ткань, с мягким блеском. Используют для пошива портьер.
  • Тафта. Это шёлковая или хлопчатобумажная ткань. Отличается пластичностью, жёсткостью. Из неё шьют портьеры, верхнюю одежду, вечерние наряды.

Особенности ухода

Шёлк − очень деликатная ткань, поэтому требует аккуратной носки и бережного ухода. Так рекомендуется:

  • Стирать в воде не выше 30 градусов. Шёлк по сути - белок, очень похожий на эпидермис человека, поэтому не переносит высоких температур.
  • Использовать специальные моющие средства для шёлковых изделий. Обычный щелочной порошок может испортить столь деликатное изделие.
  • При ручной стирке нельзя излишне мять и тереть шёлковое изделие – можно испортить структуру ткани.
  • Если стирать в машинке, то только в режиме «Шёлк» или «Деликатная стирка».
  • Не рекомендуется отбеливать – ткань может пожелтеть и быстро износиться.
  • Не желательно использовать смягчители для белья.
  • Последнее полоскание следует производить в холодной воде с добавлением уксуса, чтобы избавиться от щелочных остатков на ткани.
  • Нельзя выкручивать мокрую ткань и сушить в барабане и на солнце.
  • Утюжат шёлк с изнанки, установив режим «Шёлк» или не выше 200 градусов.
  • Нельзя допускать попадания на ткань дезодорантов, духов, лака для волос и других веществ, содержащих алкоголь. Также лучше избегать попадания пота.
  • Шёлковые изделия можно подвергать химчистке, но с учётом особенностей ткани.

Несмотря на капризность и прихотливость в уходе, изделия из шёлка пользуются огромной популярностью и особенной любовью. Виной тому не столько его свойства, сколько удивительный вид материала, который сложно спутать с иным видом ткани.

Шелк - что это за ткань? Достоинства и недостатки, особенности ухода и

Добрый день, уважаемый читатель! Из названия статьи ты уже можешь догадаться, что речь пойдет о шелке. Что касается меня, то при названии ткани шелк, у меня сразу же идет ассоциация из истории школьной программы: «Родина шелка – это Китай!», «Шелк получают из коконов», «Шелк – это самая мягкая ткань в мире». Видимо пришло время более подробно разобраться с технологией производства шелка и его применения в нашей жизни.
 

История возникновения шелка

Впервые шелк был произведен в Китае пять тысяч лет тому назад, а переступил границу Китая во втором веке до нашей эры. С этого момента и появилось понятие «шелковый путь», когда караваны с шелковой тканью отправились покорять запад. И я хочу сказать, что у китайцев это получилось.  Стоит отметить, что несмотря на признание шелка в других странах, китайцы, как первооткрыватели, еще долго хранили секрет производства. За рассекречивание технологии получения шелка и вывоз за границу ингредиентов (бабочки, гусеницы, яйца) была введена смертная казнь. Изначально шелковая ткань была доступна только императору и его приближенным.
 


Подготовка шелка к плетению (древний Китай)

На китайском шелк - «сы», что в переводе подразумевает  очень мягкую ткань из нитей, которая получается из кокона тутового шелкопряда. Но кто же догадался использовать нити бабочки для производства шелка? Однозначно на этот вопрос никто ответа не даст, т.к. в китайской истории существует множество легенд и предположений. Если Вам интересно почитать их, Вы можете воспользоваться просторами интерната.  Я же расскажу, которая понравилась мне: «Летним утром юная девушка пила горячий чай в саду в тени тутового дерева. Вдруг ей в чашку упали пару коконов шелкопряда. Когда она их стала вынимать, то коконы разматывались в нить. Недолго думая девушка принялась за другие коконы, висевшие на дереве. Таким образом, получивши необходимое количество нити, Лэй-цзу выткала ткань и сшила одежду». Думаю, на этом истории достаточно, я и так уже увлеклась.

Технология изготовления шелка

Теперь предлагаю, рассмотреть вопрос технологии шелка. Производство шелка очень не простое дело. Ввиду того хотя бы, что шелк производят не из материалов растительного происхождения, а из коконов гусениц, которые выращивают в питомниках. В период заворачивания гусеницы в кокон ее умертвляют, а кокон помещают в горячую воду. Затем его разматывают и получают единую шелковую нить, размер которой может варьироваться от 400 до 1000 м. Т.к. нить получается очень тонкой, ее утолщают, перекручивая по 5-10 волокон одновременно. Полученные катушки с нитью после дополнительной обработки отправляют на фабрику, на которой нить вымачивают и придают окрас. Далее из полученной пряжи изготавливают ткань с разным плетением и плотностью.

Интересный факт: нить шелка по своему составу схожа с человеческим волосом или волосом шерсти животных (97% - белок, 2% - воск, 1% - жиры).

Наверное, Вы уже догадались, что выше приведен состав натурального шелка. А все, что сейчас натурально, как известно, стоит очень дорого. Не зря же, изначально, шелк был доступен только высшим слоям общества. Поэтому на сегодняшний день фабрики так же изготавливают искусственный шелк. Современные технологии позволили удешевить процесс получения искусственного шелка без ущерба внешнего вида. На первый взгляд, если Вы не эксперт, Вам вряд ли удастся отличить натуральный шелк от искусственного. Но, это лишь на первый взгляд! Искусственный шелк не будет обладать такой же прочностью, износостойкостью, гигиеничностью, как натуральный шелк. Давайте теперь рассмотрим свойства натурального шелка.

Преимущества и недостатки натурального шелка

Как уже было сказано выше, натуральный шелк обладает очень высокой плотностью и износостойкостью. Представьте себе, что данный материал может повредить только кислота или щелочь. Даже уксус и спирт не способны нанести вред данной ткани. Бесспорно, ни одна ткань не будет такой мягкой и гладкой как натуральный шелк. Он имеет благородный и по-королевски роскошный внешний вид, а его прикосновение к телу можно сравнить с прикосновением мягкого и воздушного перышка.  

  • Шелк является гипоаллергенным материалом, а также он обладает бактерицидным действием. Натуральный шелк препятствует размножению бактерий и  поглощает неприятные запахи. Поэтому спать на постельном белье из шелка одно удовольствие.
  • Еще одним важным свойством шелка является его устойчивость к возгоранию. При попадании искры на ткань, она не будет возгораться, а начнет тлеть.
  • Шелк не электризуется, достаточно хорошо тянется, имеет среднюю усадку (после стирки всегда садится, в среднем на 3-5%).
  • Ткань из шелковых нитей обладает высокой воздухопроницаемостью, которая позволяет телу дышать, и гигроскопичностью, которая позволяет ткани хорошо впитывать пот и быстро испарять его.
  • Учеными было доказано, что натуральный шелк положительно влияет на слой эпидермиса (стимулирует процессы регенерации).


Полезные свойства шелка.

Думаю, пора добавить ложечку дегтя. Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, у шелка тоже есть минусы:

  • Высокая стоимость;
  • Необходим бережный уход;
  • Сложность при глажке утюгом; 
  • Высокая вероятность загрязнения при попадании жидкости.

Но стоит отметь, эти минусы никак не сказываются на популярности шелкового полотна, ведь эта ткань пользуется большим спросом во всем мире.

Область применения шелка

Что можно изготовить из шелка? Отвечая на этот вопрос, первое, что приходит в голову, это одежда, в основном женская, и постельное белье. Но не тут-то было. Давайте поподробнее рассмотрим область применения шелка. Например, из шелка шьют не только летнюю одежду, но и зимнюю, т.к. шелковая ткань, в независимости от любой погоды, сохраняет комфортную для тела человека температуру. Ввиду того, что шелк обладает бактерицидными и дезинфицирующими свойствами, он большое применение нашел в медицине: шовный материал в хирургии.  Как было сказано ранее, шелковые нити являются гипоаллергенными, что предотвращает размножение пылевых клещей и клопов в ткани, поэтому из натурального шелка получается очень хорошее постельное бельё и покрывала. Шелк так же используется в вышивке, вязании, валянии. Еще его применяют для изготовления сувениров, картин, платков. Вы же, наверное, понимаете, что для каждого вида изделия используют определенный состав шелка, который имеет свою плотность и структуру плетения нитей.

Разновидности шелка

Существует огромное количество разновидностей шелка: органза, эксцельсиор, парча, шелк-вискоза, туаль, дюпон и т.д.  Всех их перечислить и дать характеристики будет достаточно сложно, да и нет в этом никакой необходимости. Я же отражу лишь, на мой взгляд, самые распространённые и широко применяющиеся:

  • Туаль – ткань с полотняным плетением. Хорошо держит форму. Применяется для пошива одежды: платья, юбки, блузки, галстуки.

Шелковая ткань туаль.
  • Шелк-атлас – ткань с атласным плетением, двухсторонняя: с одной стороны блестящая (лицевая), с другой – матовая (изнаночная). Применяется для пошива одежды, обуви.

Ткань шелк - атлас.
  • Шелк-шифон – ткань с полотняным плетением, похожа на туаль. Отличается прозрачностью и шероховатостью. Из шелк-шифона чаще всего шьют платья и блузы.

Ткань шелк - шифон.
  • Дюпон – ткань, имеющая плотную структуру. Из нее изготавливают шторы и вертикальные жалюзи.

Шелковая ткань дюпон
  • Фуляр – легкая ткань, предназначенная для пошива постельного белья и головных платков.

Шелковая ткань фуляр.

Рекомендации по уходу

Пришло время рассказать об особенностях ухода за шелковой тканью. Одной из самых не сильных сторон шелка является его бережный уход, поэтому стирать его желательно вручную при температуре не выше 30 градусов. Если же хочется прибегнуть к стиральной машинке, то выставлять режим только на «деликатную стирку» или «шелк». С порошком тоже придется заморочится: на чистящем средстве должна быть обязательно надпись «для шелка». Про отбеливатель и кондиционер придется забыть.  Сильный отжим тоже под запретом. Гладить шелковые вещи рекомендуется в режиме «шелк».

Бабушкины советы:
  • «Шелк с яркими красками после стирки дополнительно прополоскать в холодной воде с 9%  уксусом ( 5 столовых ложек на 10 литров воды)».
  • «Что бы шелковую ткань не гладить, ее нужно высушить, завернув в махровое полотенце, что бы лишняя влага впиталась. Затем изделие положить на горизонтальную поверхность и дать высохнуть».

Как отличить натуральный шелк от искусственного

Я считаю, что данный подзаголовок статьи очень важен. В современном мире столько обмана и подделок, что нужно быть подкованным в любом вопросе. Я напишу лишь несколько пунктов, которые Вам помогут при покупке изделия из шелка не попасться на удочку недобросовестных производителей:

  1. Перед покупкой шелкового изделия обязательно читайте ярлычок. На шильдике обязана быть надпись «состав – 100% органический шелк»
  2. У искусственного шелка блеск тусклее, чем у натурального.
  3. Синтетический шелк не возвращает исходную форму после сжатия. На изделие останутся складки и множество морщинок, в отличие от натурального.
  4. Если приложить натуральный шелк к щеке, то Вы испытаете чувство гладкости и комфорта, в противном же случае, Вы почувствуете раздраженность и шероховатость.

Если Вы запомните эти четыре пункта, то без труда сможете купить поистине стоящую вещь и не позволите себя обмануть. Так же не забывайте про цену. Натуральный шелк дешево стоить не может. Помните, каким трудным способом он получается.

Отзывы покупателей

Очень часто перед покупкой того или иного товара мы с Вами залезаем в интернет узнать больше информации  об изделии и конечно же ознакомиться с мнениями людей, которые уже используют интересующую нас вещь. И вот я предлагаю Вашему внимание несколько реальных отзывов о шелке, которые я достала в свободном доступе:

«Обожаю шелк! Он такой нежный и гладкий, носить его одно удовольствие. Только, очень дорого стоит!».

«Шила себе свадебное платье из тонкого шелкового атласа. Покупала ткань на складе так что получилось относительно не дорого. Да, ткань удивительно приятная к телу. И ОЧЕНЬ скользкая - муж для фотографии еле удержал меня в руках-я выкатывалась».

«Есть замечательный способ отличить натуральный шелк от искусственного! Сжечь, а вернее — подпалить. Натуральный шелк не будет плавиться, а будет медленно тлеть. Появится не химозный запах, а запах жженого ворса.
 -Но, мы же не будем в магазине заниматься вредительством и поджигать тряпочки ))
- Да это и не нужно! Натуральный шелк видно сразу.
- Он сначала прохладный на ощупь, а затем теплеет от руки. Не скрипит при сминании и благородно блестит».

Пунктуация сохранена неизменной. 
Надеюсь, вам понравилась моя статья. Буду очень признательна, если оставите какую-либо обратную связь в виде комментария или отзыва. До скорых встреч!

виды материалов из шелка, с их описаниями, свойства тканей и уход за ними

Шелк — ткань природного происхождения, которую получают из кокона куколки тутового шелкопряда. Считается, что производство началось много лет до нашей эры, в Китае, и долгое время было секретом. Тонкая шелковая ткань очень приятна к телу.

Химические и физические свойства шелковых тканей

Состав шелка

Шелк — это прочная и мягкая ткань, в которую входит фиброин, сироцин, жировые и восковые компоненты, аминокислоты, натрий и калий.

Утверждают, что шелкопряд — это второе по важности насекомое для человека, после пчелы. Тутовых мохнатых разводят в домашних условиях. Уже сформировавшиеся коконы обдают кипятком: куколку омертвляют, а липкие вещества растворятся. Остаётся тонкая жёсткая нить.

Для производства искусственной ткани добавляют вискозные нити.

Свойства шелка

Как и любая другая ткань, шелк имеет положительные и отрицательные стороны.

К плюсам относят:

— прочность;

— не мнется;

— отлично пропускает воздух;

— не вызывает аллергии;

— быстро высыхает;

— отлично драпируется;

— долговечность.

К минусам:

— не переносит высоких температур;

— линяет;

— осыпается;

— тяжело выводить пятна.

Характеристики ткани

Шелк так понравился человечеству, что его начали производить синтетическим путем.

Натуральную материю можно встретить 2 сортов: тусса и малбери.

В зависимости от вида волокон, способа плетения нитей и свойств разделяют: креповые ткани — жоржет и шифон, полу креповые — сатин, плотные — жаккард, ворсовые — бархат.

Натуральным цветом шелка есть белый и кремовый. Все остальные оттенки материи производят с помощью красок.

Вещи из шелка смотрятся шикарно.

Виды шелка

Шелковый батист

Всего 3% шелка содержится в составе этой материи. Полотняное переплетение нитей создаёт тонкую полупрозрачную ткань.

Из батиста шьют постельное белье, предметы декора, но особенно элегантно будет выглядеть длинное платье в пол.

Органза

Этот вид прозрачной шелковой ткани отличается особенным блеском, жёсткостью. На ней идеально ложатся рисунки и вышивки. Она бывает матовой или глянцевой.

Чаще всего используется для шитья свадебных нарядов, костюмов для восточных танцев, гардин.

Атлас

С помощью технологий, атлас имеет 2 разных стороны: лицевая — глянцевый вид, а вторая — матовая. Такой эффект создаёт особое плетение. Отличается плотностью и гладкостью.

Ткань атлас используется для создания юбок, зонтов, спальных рубашек, подкладок, штор, галстуков.

Шелк-сатин

Ткань сатин — один из видов атласа. Производится с добавлением хлопка. Часто используется для печати узора, иногда даже с двух сторон.

Материал имеет глянцевый блеск и используется для пошива платьем, блузок и мужских рубашек.

Креп

Поперечное скручивание нитей придает материи мягкость и шероховатость, похожую на песок.

Креп — это плотный шелк, с красивыми волнами. Не мнется и замечательно драпируется.

Чаще с нее шьют платья.

Газ (иллюзион, рис, марабу, кристалл)

У этого вида ткани особое плетение: при пересечении 2 основ с нитью утка не происходит уплотнения, что придает материалу нежность и полупрозрачность. Газ очень мягкий и воздушный.

Газ-иллюзион — больше напоминает паутину и производится из самой тонкой нити пряжи. Используется для лёгких отделок свадебных аксессуаров, лёгких шарфов, штор.

Полотняное рисовое плетение шелка сырца сотворит лёгкую прозрачную ткань — газ-рис. Она немного шершавая, благодаря необычному переплету.

Газ-марабу производится за счёт тугого скручивания нитей. Он жёсткий и имеет золотистый оттенок.

Газ-кристалл на вид, как драгоценный камень. Поверхность материала переливается и ярко блестит. Такой эффект происходит, потому что в плетении задействованы нити разного цвета.

Тафта

Тафта изготовляется с добавлением хлопковых нитей, а так же примесей синтетики.

Благодаря тугому скручиванию нитей отличается особой жёсткостью и плотностью. Хорошо держит форму.

Изделия из такой ткани будут объемными и пышными, за счёт того, что при пошиве образуются складки, поэтому платья в ее исполнении смотрятся особенно нарядно и богато.

Шифон

Шифон — лёгкая матовая ткань, чуть шероховатая. Производится методом скручивания тонких волокон. Имеет воздушный вид, идеально подходит для пошива летних парео. Не растягивается и хорошо драпируется.

Туаль

Полотняное переплетение туали имеет нежный блеск и плотную шёлковую текстуру. Превосходно держит форму, поэтому используется для пошива подкладок.

Одежда из нее, не будет создавать парникового эффекта летом, а при правильно уходе — долговечна.

Крепдешин

Разновидность креповой ткани с плотной структурой и зернистой крученной поверхностью. Обладает способностью облегать фигуру.

Уже несколько столетий — это самый популярный натуральный шелк, вещи из которого мечтает иметь каждая женщина. Материя легко драпируется и летает в свободном покрое, быстро высыхает, эластична.

Кади

Кади — это матовая материя, похожа на двойной креп, за счёт многослойной структуры.

По своей фактуре напоминает струящийся водопад: растворят и поглощает свет, немного эластична. Имеет разные стороны: одна из крепа, вторая — сатина или атласа.

Большим преимуществом кади является то, что она не линяет.

Фуляр

Самая тонкая ткань из натурального шелка. Пучки волокон не крутят во время производства, поэтому фуляр — самая мягкая материя. Из нее делают косынки, платки, шарфы.

Дюпон

Дюпон — ткань высокого класса с приглушённым блеском. В основу входит раскрученная нить, а резаная — в качестве уточной. Она одна из самих дорогих тканей.

Из нее шьют эксклюзивные свадебные и вечерние платья. Не менее роскошно смотрится и постельное белье в ее исполнении.

Чесуча

Чесуча — дикий шелк. Изготовляется из нитей разных толщин, поэтому она плотная с небольшим блеском, легко драпируется, не требует особого ухода в эксплуатации.

Чесучовая материя подходит для шитья штор и одежды.

Парча

Парча всегда считалась царской благородной тканью. Такой тяжёлый материал вышивали нитками из драгоценных сплавов.

На сегодняшний день больше используют льняные нити для нанесения рисунка, но есть исключения, где пользуются металлическими витками.

Основные правила ухода за шелком

Искусственный шелк или натуральный, значения не имеет, все эти материи по своему составу и характеристикам требуют особого ухода.

Основные правила:

  • Стирать обязательно руками или в машинке в деликатном режиме.

  • Не надо использовать пятновыводители.
  • Во время стирки руками не стоит тереть и мять ткань — текстура шелка может быть нарушена.
  • Полоскать надо в холодной уксусной воде.
  • Выкручивать нельзя! Лучше изделие завернуть в хлопчатое полотенце, чтобы влага в него впиталась.
  • Желательно не сушить в сушилках и на солнце.
  • Утюжить надо с изнанки в деликатном режиме.
  • В особых случаях шелковые вещи лучше отдать в химчистку.

Видео о разновидностях шелка помогут визуализировать картинку, при выборе желаемой ткани.

Свойства и характеристики шелка

Культивированный шелк тутового шелкопряда Bombyx mori, который является и всегда был наиболее распространенным типом шелка, обладает рядом интересных и желанных свойств, которыми восхищаются уже более 5000 лет.

Прежде всего, шелк хорошо поддается красителям, как натуральным, так и синтетическим, в результате чего получаются красочные ткани. Еще одно свойство шелка - это его мягкость на ощупь, и он хорошо сохраняет форму даже после растяжения.На вид шелк имеет блеск и сияние, что придает ему роскошный вид. Поскольку производство шелка является трудоемким и дорогостоящим, он на протяжении веков часто использовался королевской семьей и богатыми людьми, а иногда даже становился символом богатства и достижений. В Англии, например, когда поверенный достигает определенного статуса и удостоен чести быть QC (для Совета Королевы), он или она, как говорят, «берет шелк». С этого момента во время судебных заседаний они будут носить шелковые платья. На самом деле шелковые платья из чистого английского шелка обычно носят на королевских свадьбах в Англии, и это традиция, которая поддерживается веками.В наши дни здесь все еще работают небольшие предприятия по производству шелка.

Шелк очень гибкий материал. Например, шелковый шарф можно легко протянуть через обручальное кольцо, и он быстро вернет свою первоначальную форму без особых складок. Он легкий и легко складывается. Шелковые шарфы отлично подходят женщинам, которые путешествуют, поскольку женщина может изменить свой внешний вид, сменив шарф, и может уйти с меньшим количеством нарядов, чем обычно носит дома.Кроме того, шелк имеет тенденцию падать естественным образом и изящно свисает при использовании в качестве одежды. Это придает ему привлекательность по сравнению с другими более жесткими и жесткими тканями. Кроме того, шелк сохраняет структурную целостность и не гниет. Шелк также более термостойкий, чем многие другие ткани, включая, например, шерсть, и на самом деле его довольно трудно обжечь.

Одним из замечательных свойств шелка является его высокая прочность на разрыв, а его волокна нелегко разорвать или повредить. Это также эластичный материал, который можно растянуть, а затем он восстановится до своего первоначального размера, если он не будет растянут более чем на 20-25% от исходной длины.В прошлом он использовался при изготовлении растяжек, чтобы воспользоваться этой характеристикой.

Шелковая одежда сохраняет прохладу летом и обеспечивает удивительное тепло зимой и часто используется в качестве изоляционного слоя в различных типах одежды или даже в спальных мешках. Шелк может поглотить довольно значительное количество влаги, прежде чем он станет влажным.

Шелк можно ткать вместе с другими тканями в смесях, и он чаще всего используется в таких предметах одежды, как, например, платья, брюки, свитера, халаты и рубашки.Шелковые галстуки для мужчин имеют исключительный внешний вид, и многие мужчины предпочитают шелковые галстуки и используют их почти исключительно.

По всем этим причинам шелк был желанным на протяжении веков. Секреты его производства хранились в Китае более 2000 лет, но, в конце концов, знания и сырье (тутовые черви и тутовые деревья) можно было найти в других странах мира, и во многих странах было задействовано значительное количество людей в производстве. шелковых изделий. Китай сегодня является мировым лидером по производству шелка, как и несколько тысяч лет назад. Китай производит более половины мирового шелка, а на Индию приходится около четверти китайского производства. Однако Индия является лидером в производстве диких шелков, то есть шелка, производимого из видов шелкопряда, отличных от B. mori, которые обитают в дикой природе, таких как шелкопряд тусса. Производство шелка из этих диких тутовых шелкопрядов гораздо менее предсказуемо и гораздо труднее контролировать, поскольку этих насекомых нельзя приручить, как B. mori. Кроме того, считается, что шелк тусса несколько более грубый, чем шелк B.Мори. Несмотря на появление менее дорогих синтетических тканей, таких как вискоза и нейлон, свойства и характеристики шелка определяют его постоянный значительный спрос.

Об авторе:

Уолт Балленбергер - веб-мастер по созданию шелкового шарфа с ручной росписью, принадлежащего и основанного его женой Линдой Балленбергер. Чтобы получить скидку 10 долларов на вашу первую покупку, посетите Шелковый шарф с ручной росписью. Каждый шелковый шарф уникален, и все они вручную расписаны Линдой, опытным художником.


Чтобы прочитать больше статей о текстиле, моде, одежде, технологиях, розничной торговле и в целом, посетите сайт www.fibre2fashion.com/industry-article

Чтобы продвигать свою компанию, продукты и услуги с помощью рекламных статей, перейдите по этой ссылке: http://www.fibre2fashion.com/services/featrued-article/featured_article.asp

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Физико-химические свойства шелка

Шелк появился в Китае более 4000 лет назад. Это был должным образом охраняемым секретом в Китае. Прошло несколько веков до его появления перешел в Японию через Корею. Индия была также местом шелка и шелководство. Одиночный кокон состоит из непрерывной шелковой нити, которую тутового шелкопряда вырывается из его тела и разбрасывается, слой за слоем, сделать толстую ровную симметричную стену.


Наряду с шелковой нитью, в теплом шелке существует смолистое вещество, известное как серицин. Это цемент, который склеивает шелк нить в плотный твердый кокон.

Физические свойства шелка

Упорство: шелковая нить прочна благодаря линейным полимерам и кристаллической природе (параллельно друг другу).Это позволяет образовывать больше водородных связей в непрерывном манера. Когда шелк мокрый, он теряет прочность. Это из-за воды молекулы гидролизуют большое количество водородных связей и в процессе ослабление шелка полимером.

Упруго-пластик природа: Из-за кристаллической природы шелковый полимер не может иметь много движение, если шелковый текстиль находится в растянутом состоянии. Растягивающие разрывы а значительное количество водородных связей. Когда растяжение прекращается; полимеры делают не возвращаются в исходное положение, а остаются на новом месте.Этот дезорганизует полимерную систему шелка, что проявляется как деформация и морщинистость. или сморщивание шелкового материала.

Гигроскопичность: С шелк имеет очень кристаллическую полимерную систему, он менее впитывает, чем шерсть, однако он удовлетворительно впитывает.

Большая кристалличность полимерной системы '' шелка позволяет проникать меньшему количеству молекул воды, чем более аморфная полимерная система шерсти.

Термическое: Шелк очень чувствителен к теплу.Это связано с нехваткой ковалентных перекрестных связей в полимерная система шелка. Существующие пептидные связи, солевые связи и водородные связи полимерной системы шелка имеют тенденцию разрушаться при повышении температуры выходит за пределы 10 0 C. Вначале эта полимерная формация будет приводит только к обесцвечиванию поверхности шелкового волокна.

Кроме того, длительное воздействие тепла может привести к ожогам. В изменение цвета шелка от коричневого до черного из-за образования мелких частицы углерода.Подгорание делает волокно слабым. Шелк будет гореть на пути пламени. После снятия с пламени он начнет брызгать и в конечном итоге погаснет. сам. Он оставляет хрустящий пепел и обеспечивает запах горящих волос или перья.

Химические свойства шелка

Действие кислот: It легко разлагается кислотами. Это связано с отсутствием ковалентных сшивок. между шелковыми полимерами. Поэтому кислый пот вызовет скоро распад полимерной системы шелка.Это отмечается как ослабление шелковой ткани.

Влияние щелочей: щелочной раствор вызывает набухание шелковой нити. Это из-за частичного разделение полимеров под действием щелочи. Солевые связи, водородные связи и Сила стены Вандера удерживает полимерную систему вместе. Все эти силы гидролизуется щелочью, в результате чего шелковая нить растворяется в щелочной среде. решение.

Эффект солнечного света и погода: Нехватка ковалентных сшивок в полимерной системе шелк подвергается воздействию солнечного света.Ультрафиолетовые лучи солнца вызывают пептидные связи для разрыва, что вызывает деградацию полимера на поверхности волокна. Эти продукты разложения заставляют шелковое волокно не только поглощать больше света, но в значительной степени рассеивать падающий свет. Результат пожелтение или потускнение шелка.

Стойкость цвета: Шелк имеет очевидное сродство к красителям. Блеск шелка заставляет его окрашивать и печатать шелковая текстура казаться яркой.

Разное: Шелк плохо проводит электричество, что приводит к накоплению статических зарядов.Шелк может быть теплым в зависимости от конструкции, так как имеет низкую теплопроводность. Шелк устойчив к поражению плесенью и сравнительно устойчив к бактерии.

Используемый шелк: Шелк веками был королевой волокон. Это используется для роскошных тканей и одежды и предметов высокой моды, но его долговечность увеличивается его использование для спортивной одежды и других современных приложений. Предпочтительнее сухая чистка шелка, но некоторые виды шелка также можно стирать вручную. Минимальная обработка и хорошо встать, чтобы убедиться, что все мыло смыто, меры предосторожности.Должно сушить в тени или при глажке, использовать среднюю температуру. Отбеливание следует делать только с перборатом перекиси водорода или хлора. уничтожить материал.

Они ослабляются перекисью тела и могут выцветать. Многие дезодоранты и антиперспиранты содержат хлорид алюминия, который меняет шелк.

Вам также может понравиться:

Различные типы шелка

От парчи до тусса - свойства и преимущества шелковых тканей

Насколько хорошо ты знаешь свой шелк? В Patra многие из вас часто спрашивают нас о свойствах различных видов шелка, которые мы используем, и о том, почему одни из них больше подходят для определенных видов деятельности, чем другие.

Поэтому мы подготовили мини-справочник, который поможет вам с покупками. Мы надеемся, что вы найдете это полезным - сообщите нам, если вы хотите узнать еще что-нибудь!

Длинная и яркая история шелка

С древних времен до наших дней шелк преобладал не только в моде, но также в истории и политике. От древней конфуцианской легенды о принцессе Си Лин Ши до возрождения «Шелкового пути» с первым прямым поездом из Иу, Китай, в Лондон, Великобритания и обратно.И даже сейчас, в 2017 году, шелк по-прежнему имеет особую привлекательность. На протяжении многих лет его ценили как ткань для одежды и предметов домашнего обихода.

Типы шелка

Парча
  • Изысканная и богатая ткань, первоначально сотканная из золотых и серебряных нитей
  • Иногда украшается драгоценными и полудрагоценными камнями и вышивкой
  • Используется в обивке и драпировке
  • Также используется для изготовления платьев и костюмов для особых случаев.
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Прочный, износостойкий и роскошный

Шармёз (шелковый атлас)
  • Шелк, который мы имеем в виду, когда думаем о «традиционном» шелке, также известном как шелковый атлас
  • Лицевая сторона ткани переливающегося атласного переплетения.
  • Изнаночная сторона ткани - плоский креп
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Шармез имеет больше драпировки, чем крепдешина, и хорошо подходит для шарфов, блузок и нижнего белья.

Шифон
  • Дословный перевод с французского означает «тряпка» - хотя в нашем контексте это далеко не так!
  • Легкая матовая ткань из тонкой крученой пряжи с промежутками, делающими ткань прозрачной.
  • Размер одежды добавлен за счет создания пучков ткани
  • Если одежда из шифона не используется для шарфов, обычно требуется подкладка или подкладка.
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Шифон очень легкий, что делает его идеальным для платьев, шарфов и даже подкладок для особых случаев.

Креп де Шин
  • Легкая ткань из волокон, часть из которых скручена по часовой стрелке, а другая - против часовой стрелки.Затем эти волокна ткут в ткань полотняного переплетения
  • Скрученные волокна придают крепу характерный «галечный» вид.
  • Существует множество различных сортов крепдешина, марокканского крепа и креп-жоржет.
  • Идеально подходит для платьев, костюмов и вечерних нарядов
  • Буквально означает креп (ткань) Китая
ПРЕИМУЩЕСТВА
Dupion Silk
  • Прочный шелк с двойной нитью, обычно образующий грубую пряжу и неоднородную по толщине или весу
  • По ощущениям грубая
  • Черные точки, которые иногда появляются на ткани, являются частью первоначального кокона шелкопряда. Их удаление ослабит ткань и частично разрушит ее красоту и характер.Они присущи шелковой ткани Dupion и не должны считаться дефектами при плетении.
ПРЕИМУЩЕСТВА

СОВЕТЫ

  • Вырезанные цвета, использование двух ниток разного цвета в ткачестве, хорошо сочетаются с шелком Dupion. Это придает ткани разные оттенки на свету.
Fuji Silk
  • Ткань средней плотности, сотканная из шелковых волокон
  • Имеет мягкий блеск и роскошный вид, напоминающий высококачественную замшу.
  • Имеет жидкую драпировку
  • Впервые сделано в Японии
ПРЕИМУЩЕСТВА

Марля шелковая
  • Прозрачная полупрозрачная ткань свободного открытого переплетения Легкая, легче шифона и органзы
  • Тонкий сорт шелка, известный как «гаццатум», был завезен в средневековую Европу примерно в 13 годах века.
  • Используется для юбок и платьев
ПРЕИМУЩЕСТВА
G eorgette
  • Тонкая легкая ткань полотняного переплетения
  • Зернистая текстура и прозрачность
  • Менее блестящий и более тяжелый, чем шифон
  • Назван в честь французской портнихи Жоржет де ла Планте
  • Используется для блузок, платьев, вечерних платьев и шарфов
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Не сохраняет складок
  • Красиво драпирует
Habotai Silk
  • Также известен как китайский шелк, Habutai, Pongee
  • «Классическая» шелковая ткань
  • Впервые использовалась для строчки кимоно
  • Ткань полотняного переплетения
  • Его вес может колебаться от 5 мм до более тяжелых 12 мм. Большинство шарфов изготавливаются из 8 мм Habotai
  • .
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Мягкий и легкий. Шелк хаботай - это прозрачная ткань с изящной драпировкой и гладкой поверхностью.
  • Отлично подходит для шарфов.

Noil Silk
  • Известен как «шелк-сырец»
  • Изготавливается из коротких волокон, оставшихся после расчесывания и чесания, поэтому не блестит, как многие другие шелковые ткани.
  • Очень универсальная ткань
  • Имеет матовую поверхность и шероховатую поверхность - создает ощущение «комковатости».
  • Не показывает отверстия под штифты
  • Беловатый цвет.Его легко отличить от других видов шелка по тонким вкраплениям, которые являются естественными частицами кокона
  • .
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • По внешнему виду похож на хлопок, но при этом мягок на ощупь
  • Простыня лучше, чем хлопок, и не мнется
  • прочный
  • Простота ухода за
  • Отлично подходит для путешествий

СОВЕТЫ

  • Следует мыть вручную. После каждой стирки будет выглядеть лучше, чем с химчисткой
Органза Шелк
  • Легкая, прозрачная, тонкая ткань открытого переплетения с гладкой, гладкой поверхностью
  • Используется для вуали и основы для декоративных тканей
  • Занавески, ширмы и сетки над кроватями
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Прочный, жесткий и долговечный
  • Хрустящая драпировка

СОВЕТЫ

  • Обычно необходимо тщательно готовить на пару и не нажимать (чтобы не образовывались водяные пятна)
Тусса Шелк
  • Также известен как «шантунг»
  • Тип дикого шелка, производимый тутовыми шелкопрями, питающимися листьями дуба и можжевельника.
  • Поскольку червь не выращивается в контролируемой среде, моль вылупляется из кокона и прерывает длину нити, в результате чего образуются короткие и грубые волокна вместо длинных и блестящих.
  • Обычно поступает из Индии или Китая.Индийский шелк обычно более блестящий
  • На ощупь грубая, нежная и жесткая
  • Сложно поддается окрашиванию, чаще всего доступен в натуральном цвете, кремовый загар
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Легкие и воздушные, а также элегантные, дающие прохладный комфорт владельцу.
  • Не мнется легко
  • Хорошо для путешествий

Шелковые смеси
Шелковый кашемир
  • Сочетание двух роскошных тканей - чистого шелка и тонкой шерсти из подшерстка кашемирового козла
  • Естественная извитость, которую он содержит, помогает волокну сцепляться во время обработки.Благодаря этому из него получается очень тонкая и легкая ткань
  • Количество обжимов коррелирует с тонкостью пряжи и мягкостью готового продукта
  • Ткань удерживает небольшие воздушные промежутки между волокнами, что делает ее теплой, но не тяжелой.
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Роскошно мягкий и легкий с хорошим качеством изоляции
  • Чрезвычайно теплый
  • Не царапается, как другая шерсть
Шелк Хлопок
  • Трудно сплести вместе, чтобы отдельные волокна не распутались
  • Теплый, как шелк, но более тяжелый
  • Сам по себе толще шелка
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • прочный
  • Обладает превосходной текстурой и плотностью по сравнению с обычным хлопком
  • Менее скользкий, чем шелк, за счет более тяжелого веса
Шелк и лен
  • Используется для создания изысканной моды и одежды премиум-класса
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Как и другие наши шелковые смеси, ощущение и драпировка чистого хлопкового льна улучшаются при смешивании с чистым шелком.
Шелковая шерсть
  • Чистая шерсть сама по себе не обязательно будет приятной на ощупь, но смешав ее с шелком, вы получите такую ​​ткань.
  • Patra использует в своей одежде шерсть мериноса, лучшую в мире ткань из овечьей шерсти, известную своим превосходным блеском и мягкостью.
  • Шерсть мериноса обладает естественной эластичностью
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Добавление шерсти мериноса означает, что эта смесь обладает максимальными впитывающими качествами и имеет отличную воздухопроницаемость.Он впитывает влагу и передает ее воздуху, создавая сухой слой рядом с кожей, а также поглощая запахи от тела
  • Устойчив к грязи и складкам
  • Имеет способность удерживать краситель
  • Обеспечивает тепло без лишнего веса
  • Нецарапающаяся шерсть
  • Имеет более высокий уровень защиты от ультрафиолета

Мы что-нибудь пропустили?

Если вас интересует шелк и у вас есть вопросы по этой ткани, просто свяжитесь с нами, и мы сделаем все возможное, чтобы вам помочь.

Одежда, аксессуары и постельное белье из шелка

В Patra мы применяем наши знания о шелке, следя за тем, чтобы каждая вещь была сделана из того шелка, который будет вам полезен. Вот несколько наших любимых изделий из шелка:

Шифон и крепдешин

(слева направо) Шарф из чистого шелка с принтом Patra, квадратный шарф с цветочным рисунком

Шелковый атлас:

(слева направо) наволочки из шелкового атласа, блузка из чистого шелка

Fuji Silk:

(слева направо) Топ Fuji Silk с V-образным вырезом, рубашка Timeless Pure Silk

Ноил Шелк:

Habotai Silk:

(слева направо) Шелковый шарф Habotai, шелковый шарф с принтом

Шелковое волокно || Физико-химические свойства шелка

Шелк - это волокно животного происхождения, также называемое белковым волокном.Шелк - это только натуральное волокно, которое находится в форме нитей. Шелк производят насекомые. Фиброин - главный химический компонент шелка.

Как и все текстильные волокна, шелк обладает собственными физическими и химическими свойствами, которые необходимо знать для лучшей обработки при прядении, ткачестве, вязании, крашении, печати и отделке. Здесь я написал о физических и химических свойствах шелкового волокна.

Физические свойства шелка : Шелк обладает множеством физических свойств.Следующие физические свойства шелка:

  1. Цвет : Цвет шелкового волокна может быть желтым, коричневым, зеленым или серым.
  2. Прочность на разрыв : Хлопок - прочное волокно. Плотность 3,5 - 5 г / ден. На прочность сильно влияет влажность; прочность шелка в мокром состоянии составляет 75 - 85%, что выше прочности в сухом состоянии.
  3. Относительное удлинение при разрыве: 20-25% при разрыве.
  4. Elastic Recovery : Не очень хорошо.
  5. Удельный вес : Удельный вес от 1,25 до 1,34.
  6. Восстановление влаги (MR%): Стандартное восстановление влажности составляет 11%, но может поглощать до 35%.
  7. Эффект тепла : Шелк выдерживает более высокие температуры, чем шерсть. Он останется неизменным в течение длительного времени при 140 0 C. Шелк разлагается при 175 0 C.
  8. Эффект солнечного света : Солнечный свет имеет тенденцию способствовать разложению шелка кислородом воздуха.
  9. Блеск : Яркий.

Химические свойства шелка : Химические свойства шелкового волокна приведены ниже:

  1. Влияние кислот : Фиброин шелка может быть разложен сильными кислотами на составляющие его аминокислоты. В умеренной концентрации кислоты вызывают сокращение шелка. Разбавленные кислоты не повреждают шелк в мягких условиях.
  2. Действие щелочей : Шелк менее легко повреждается щелочами, чем шерсть.Слабые щелочи, такие как мыло, бура и аммиак, не вызывают заметных повреждений. Шелк растворяется в растворах концентрированных едких щелочей.
  3. Влияние органического растворителя : Шелк не растворяется в обычных растворителях для химической чистки.
  4. Эффекты насекомых : Насекомые не действуют на шелк.
  5. Эффект плесени : Шелк слегка поражен плесенью.

Я думаю, что приведенные выше физические и химические свойства помогут нам быть осторожными при обработке шелка на различных этапах обработки - от прядения до изготовления одежды.День ото дня использование изделий из шелка стремительно растет.

границ | Прочный и жесткий шелк для упругих прикрепляемых дисков: механические свойства грушевидного шелка в Spider Cupiennius salei (Keyserling, 1877)

Введение

Шелк производится пауками для выполнения различных функций, таких как охота, передвижение и создание прочных коконов и паутины (Foelix, 2011). За 400 миллионов лет эволюции оптимизация свойств паучьего шелка была достигнута за счет диверсификации этого белкового материала (Brunetta and Craig, 2010).Каждый из различных типов шелка обладает уникальным сочетанием физических, химических и биологических свойств (Brunetta and Craig, 2010). В частности, выдающиеся механические и биологические свойства драглайна (Agnarsson et al., 2010; Lepore et al., 2017) (в основном производимые ампульными железами) интенсивно изучались в последние два десятилетия, вдохновляя и развивая новые технологии. (Eisoldt et al., 2011; Wolff et al., 2017a; Dellaquila et al., 2019).

Хотя шелк драглайна находится в центре внимания прикладной науки о шелке, это только один представитель семейства шелковых среди огромного разнообразия существующих типов шелка.Если учесть количество видов пауков на Земле (более 48000, Foelix, 2011) и тот факт, что каждый из них может прядить от двух до семи типов шелка (Vollrath and Knight, 2001), то может быть более 150 000 различных типов паучьего шелка, каждый из которых обладает разными свойствами, адаптированными для конкретных нужд (Basu, 2015). Среди них шелк, производимый грушевидной железой, был одним из наименее изученных, хотя это один из наиболее распространенных типов паучьего шелка с фундаментальной функцией: прикрепление шелковых нитей к субстрату.

Первые исследования, в которых был проведен гистологический анализ грушевидных желез, были проведены Ковуром и Зильбербергом (1980) и Ковуром и Зильбербергом (1982). Они сообщили о форме и размерах этих желез и подчеркнули их положение рядом с фильерами, в которых также находится проток большой ампулярной железы. По сравнению с последними грушевидные железы намного меньше и многочисленны.

Blasingame et al. (2009) связали белок грушевидной железы с семейством шелковых из-за выявленной консервации С-концевой области.Прогнозируемый аминокислотный состав грушевидного шелка (волокнистый компонент) выявил высокое количество аланина по сравнению с другими типами шелка, производимыми тем же пауком (Blasingame et al., 2009; Geurts et al., 2010). Аланин может быть связан с кристаллообразующими цепями полиаланина, которые способствуют высокому модулю Юнга и прочности шелкового материала (Yarger et al., 2018). Более того, недавнее исследование (Chaw et al., 2017) предсказало, что молекулярная масса PySp1 (основного белка грушевидных волокон) составляет 578 кДа, что больше, чем у драглайна (от 200 до 300 кДа Vollrath и Рыцарь, 2001).Было продемонстрировано, что молекулярная масса напрямую коррелирует с прочностью волокон как в натуральном, так и в искусственном шелке (Xia et al., 2010; Bowen et al., 2018).

Пириформный шелк используется пауками для создания прочных и эффективных креплений и адгезивных систем, которые были оптимизированы в процессе эволюции пауков (Wolff et al., 2019). Они прикрепляют драглайн к поверхности, обезопасив паукообразного в случае падения (Foelix, 2011; Asakura and Miller, 2014) (рисунки 1A – C).Более того, они используются для закрепления поддерживающих нитей паутины на поверхности или для соединения ампул из шелковых нитей внутри паутины (Foelix, 2011; Asakura, Miller, 2014; Basu, 2015; Greco et al., 2019). Крепежные диски вращаются очень быстро и создают прочную и эффективную адгезионную фиксацию (Wolff and Gorb, 2016).

Рис. 1. (A) Схема паука, который вращает свой драглайн, прикрепленного к основанию с помощью крепежного диска. (B) Начальная часть драглайна состоит из большего числа резьб, чем дистальная часть драглайна (C) . (D) Сканирующая электронная микроскопия (SEM) изображение средней части прикрепляющего диска, (E) боковой части и (F) увеличение боковой части, которое показывает фибриллы, прикрепленные к поверхности .

Адгезивная мембрана («прикрепляющий диск») состоит из мультифибрильной системы, встроенной в цементоподобную матрицу (рисунки 1D – F), которая создает структуру, способную выдерживать высокие нагрузки (Blasingame et al., 2009; Cranford et al. др., 2012). Пауки могут регулировать морфологию прикрепляющего диска и, следовательно, его общее механическое поведение.Например, прикрепляющие диски, используемые для закрепления поддерживающих линий паутины, отличаются от дисков, используемых в линиях захвата с предварительным напряжением (Sahni et al., 2012). Более того, было продемонстрировано, что пауки вращают прикрепляющие диски большего размера, если их вес экспериментально увеличен (Wolff et al., 2018).

Разделение прикрепляющих дисков показало, что относительное соотношение цементоподобного клея и содержания волокон в прикрепляющих дисках различается у пауков с разной экологией и эволюционной историей; и что грушевидные волокна и драглайн не контактируют с субстратом (Denny, 1976; Wirth et al., 2019). Соответственно, волокна не участвуют напрямую в адгезии крепежного диска, но они могут модулировать механические свойства окружающего клеевого слоя. В то время как ультраструктура грушевидных волокон довольно постоянна для разных видов, ультраструктура клея сильно различается (Wirth et al., 2019).

Чтобы понять механическое поведение крепежных дисков под нагрузкой, было использовано несколько подходов. Теория множественного отслаивания (Pugno, 2011) использовалась в качестве ключевой модели для объяснения взаимосвязи между структурой, свойствами материала и адгезионными характеристиками крепежных дисков и креплений посредством множественных точек контакта (Pugno et al., 2013; Brely et al., 2015; Липранди и др., 2019; Greco et al., 2020). С экспериментальной точки зрения нагрузка, необходимая для отсоединения этих мембран от поверхностей, была измерена путем изменения условий поверхности, что демонстрирует сильную зависимость от типа используемого субстрата (Grawe et al., 2014).

Все эти аспекты, вместе со структурным иерархическим анализом, который был проведен на грушевидных прикрепляющих дисках (Wolff et al., 2015; Wirth et al., 2019), могут быть использованы для разработки и конструирования био-вдохновляемых клеев. с превосходными механическими характеристиками (Jain et al., 2014).

Тем не менее, необходимо заполнить несколько пробелов в знаниях при моделировании и описании грушевидного шелка и прикрепляющих дисков, прежде чем можно будет найти возможные био-вдохновленные решения. Среди них необходимо понимать влияние геометрии навесного диска на его несущие способности (Wolff et al., 2017b). Более того, понимание механических свойств грушевидного шелка имеет решающее значение для моделирования механического поведения прикрепляющих дисков.Первые испытания на растяжение грушевидного шелка были выполнены на изолированных волокнах грушевидного шелка (включая их клеевой слой) паука-охотника ( Drassodex sp.), Которые были осторожно отделены от антиадгезивной полимерной подложки (Wolff et al., 2017c. ). В этой работе были измерены растяжимость 0,5 мм / мм, прочность 511 МПа, модуль упругости 141 МПа и модуль Юнга 5,6 ГПа. Однако в прикрепляющих дисках отдельные грушевидные волокна не используются изолированно, а их сборка в составной многоволоконный материал определяет его полномасштабные свойства.Поэтому необходимо создать модель для понимания механических свойств навесных дисков на нескольких иерархических уровнях.

В этой работе мы эмпирически определили механические свойства отдельного грушевидного шелкового волокна и всего прикрепляющего диска вида Cupiennius salei с помощью методов наноиндентирования и нанонатяжения. Мы разработали простую модель, чтобы объяснить общее механическое поведение мембраны при растяжении, состоящей из грушевидного шелка и драглайна.В этой работе мы стремимся создать исчерпывающее понимание механических свойств грушевидного шелка и продукта его прядения (прикрепляющего диска), что может вдохновить на создание новых биологических клеев и тканей с превосходными свойствами.

Аналитическая модель

Оценка расстояния между фибриллами

Определение механических свойств грушевидного шелка по мембранам прикрепляющего диска создает трудности из-за хаотического распределения волокон в мембраноподобной шелковой пленке (рис. 2).Основываясь на наблюдении, что грушевидные волокна образуют слоистую сеть в прикрепляющем диске (рис. 1, 2), мы моделируем шелковую мембрану как решетку из клееволоконного материала (рис. 3).

Рисунок 2 . Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) изображения прикрепительного диска Cupiennius salei. (A) Конструкция состоит из нити драглайна, подвешенной в сети покрытых клеем фибрилл. (B – F) Различные детали грушевидной шелковой сети на прикрепляющем диске.

Рис. 3. (A) Сканирующая электронная микроскопия (SEM), снимок прикрепляющего диска. (B – D) Схематическая модель в трех направлениях, используемая для расчета механических свойств мембраны и составляющих фибрилл.

Поскольку моделирование сложности естественных крепежных дисков аналитически невозможно, с целью расчета свойств растяжения грушевидного шелка мы упрощаем структуру в виде решетки в виде параллелепипеда. Расстояние между волокнами (т.е.е., пористость мембраны) оценивали путем определения средней массы и размеров мембран посредством точных измерений.

На основании наблюдений Wirth et al. (2019), что в C. salei доля клея грушевидного шелка намного меньше (т.е. средняя толщина ~ 20 нм), чем фракция волокна (толщина ~ 0,5–1,5 мкм), мы пренебрегли наличием клея. (третий этап) в расчете объема. Мы предполагаем, что плотность грушевидного шелка аналогична плотности основного ампулярного шелка (ρp ~ ρsilk ~ 1.3 г см3 = ρ). Номинальный объем мембраны V n (= w · л · т ), умноженный на среднюю плотность мембраны (ρ м ), равен массе м мембраны:

, откуда мы можем получить среднюю плотность мембраны. Масса мембраны также определяется реальной плотностью шелка, умноженной на реальный объем волокон шелка в мембране. Следуя схеме на рисунке 3, мы можем написать:

ρmVn = ρV⇒ρmρ = Adl + 2Apwtls2wtl⇒ ⇒s = 2Apwtlρmρwtl-Adl (1)

, где A d - площадь поперечного сечения волокна драглайна длиной l , а A p - площадь поперечного сечения сети грушевидных фибрилл с фибриллами длины l и шаг s (Рисунок 3).

Уравнение (1) затем можно использовать для вычисления среднего расстояния между волокнами в грушевидной мембране.

Оценка напряжения в фибриллах при испытаниях на растяжение

Для оценки механических свойств целых мембран с помощью испытаний на растяжение необходимо определить инженерное напряжение. Обратившись к рисунку 3, мы можем оценить это путем измерения приложенной нагрузки и соответствующего сечения. В этом подходе мы гомогенизируем слоистую структуру грушевидного шелка, объединяющую его клей и фракцию волокон.

Вдоль направления y (рис. 3B) имеем:

σy = FyAy = FyAd + Apwts2 (2)

С другой стороны, по направлению x (рисунок 3D) мы имеем:

σx = FxAx = FxAptls2 (3)

Таким образом, можно рассчитать инженерное напряжение на анизотропной мембране в соответствии с уравнениями (2) и (3).

Интересно, что если мы рассмотрим силу, приложенную к мембране в одном из двух направлений, мы найдем в направлении y, что:

Fy = Fd + Fp⇒σy = σdAdAd + twAps2 + σpApwts2Ad + twAps2 (4)

, тогда как в направлении x это:

Fx = Fp⇒σx = σp (5)

Это означает, что согласно нашей схеме напряжение, вычисленное в направлении x, дает в точности напряжение на грушевидном шелке (поскольку перпендикулярный шелк драглайна не выдерживает никакой нагрузки).

Уравнение (4) также представляет собой связь между прочностью драглайна (σ d ), прочностью грушевидного шелка (σ p ) и прочностью всей мембраны (в данном случае σ y ). Таким образом, зная прочность грушевидного шелка, измеренную по x с помощью уравнения (5), есть возможность проверить значение прочности драглайна, измеряя прочность по y с помощью уравнения (4) в качестве контроля.

Оценка модуля Юнга фибрилл в испытаниях на растяжение

Чтобы оценить эффективный модуль Юнга всей мембраны при растяжении, можно снова применить топологию, показанную на рисунке 3.

Мембрана состоит из грушевидных фибрилл с модулем Юнга E p .

Связь между модулем Юнга ( E ) и жесткостью пружины ( k ) волокна при растягивающей продольной нагрузке обычно определяется выражением:

, где A - это сечение волокна, а L - его длина.

При загрузке параллельно ориентации резьбы драглайна (направление y) мы имеем n фибрилл последовательно, N и N ′ параллельно (направление x и z), что может быть получено с помощью:

, где l p - средняя длина фибриллы.

Таким образом, жесткость грушевидных фибрилл вдоль оси y прогнозируется равной:

, где k p = E p A p / l p - жесткость пружины пириформ. Более того, в направлении y мы также должны учитывать вклад драглайна, который продольно прикреплен к мембране. Таким образом, общая жесткость мембраны составит:

.

, где E d - модуль Юнга драглайна, а l d - его длина.

Затем мы можем оценить модуль Юнга всей мембраны с помощью уравнения (6) и, приняв l l d как:

Eeqy = π4 (Epdp2s2 + Eddd2tw) (7)

, где d p - диаметр грушевидных волокон, а d d - диаметр драглайна.

С другой стороны, если мы рассмотрим мембрану, натянутую вдоль направления x, у нас будет n 'фибрилл, расположенных последовательно вдоль направления x, N и N ″ параллельно (направления y и z), а именно:

Таким образом, эквивалентная жесткость мембраны в направлении x:

и исходя из этого, мы можем оценить модуль Юнга всей мембраны вдоль направления x, используя уравнение (6), т.е.э.,:

Eeqx = Epπdp2s24 (8)

Можно заметить, что уравнения (7) и (8) различаются только вкладом драглайна, который увеличивает эквивалентный модуль Юнга мембраны вдоль y по отношению к x.

Наконец, уравнения (7) и (8) используются для оценки модуля Юнга отдельных грушевидных волокон на основе механических свойств всей мембраны, полученных в результате экспериментальных испытаний на растяжение.

Материалы и методы

Пауки

Исследуемые пауки - взрослые самки C.salei (Keyserling, 1877) из лабораторных животных, выращенных в неволе. Их содержали в разных пластиковых коробках и еженедельно кормили Blaptica dubia или Acheta domestica ( кормов с морковью и рыбой). Все пластиковые ящики были размещены в помещении с контролируемыми параметрами окружающей среды. Окна обеспечивали естественное освещение, температура была около 22 ° C ночью и 25 ° C днем; Уровень влажности контролировался в каждом террариуме на уровне около 80% с помощью гигрометра.Каждый террариум был снабжен убежищем с учетом потребностей паука, чтобы чувствовать себя защищенным и жить без стресса, в соответствии с итальянскими правилами защиты животных и Директивой ЕС 2010/63 / EU для экспериментов на животных.

Сканирующая электронная микроскопия

Образцы прикрепляющих дисков были высушены на воздухе и покрыты распылением 80:20 Pt / Pd в течение 5 минут в Q150T.

Сканирующая электронная микроскопия (SEM) визуализация была выполнена с использованием Zeiss-40 Supra.

Измерение массы рабочего диска

Масса мембран измерялась с помощью TGA ANALYSIS TA Q5000.Мы измерили массу 13 мембран, а затем массу 14 мембран в течение 3 мин (для получения стабильных значений). Разница между полученными значениями представляет собой среднюю массу мембраны около 5 мкг.

Измерение длины установочного диска

Мы использовали микрофотографии, полученные с помощью оптического микроскопа (Zeiss Axiotech и Axiovert) и проанализированные в программе ImageJ (Schneider et al., 2012). Мы измерили среднюю длину и ширину мембран. Толщина измерялась штангенциркулем, помещая пять мембран между его губками, эту процедуру повторяли 100 раз.Оптический микроскоп использовался, чтобы подтвердить, что эта процедура отражает естественный профиль образцов. В частности, посмотрев сбоку на крепежные диски, изготовленные непосредственно на кварцевой подложке, можно было составить представление о профиле. Для каждого измерения было измерено 100 образцов.

Наноиндентирование

Тестируемые образцы были приготовлены путем прогулки паука по кварцевой подложке и вращения прикрепляющих дисков. Затем эта кварцевая подложка была установлена ​​в iNano®Nanoindenter (Nanomechanics Inc.). Заявленная чувствительность станка - 3 нН по нагрузке и 0,001 нм по смещению.

Используемый метод картирования (Nanoblitz 3d, Nanomechanics Inc.) включал квадрат 200 мкм × 200 мкм с 400 точками вдавливания внутри (каждая для максимальной нагрузки 0,05 мН для грушевидной формы и 5 мН для драглайна, что привело к Глубина вдавливания 10%). Для экспериментов мы использовали острие Берковича с радиусом острия около 20 нм.

Испытания на растяжение

Образцы драглайна

были приготовлены путем вырезания кусков драглайна из крепежного диска и наклеивания их на держатель для бумаги с окном размером 1 × 1 см с помощью двустороннего скотча.Диаметр волокон, из которых состоит драглайн, измеряли с помощью оптического микроскопа (Zeiss Axiotech и Axiovert).

Образцы мембран были получены путем отделения прикрепляющих дисков от подложки (коммерческий пластиковый ящик braplast, www.braplast.com). Образцы для испытаний грушевидного шелка были приготовлены путем фиксации крепежных дисков (в соответствии с предполагаемым направлением вытягивания, например, x или y) на бумажной рамке, снабженной прямоугольным окном высотой 1 мм. Образец прикрепляли к бумажной рамке с помощью двустороннего скотча и суперклея Loctite (Blackledge et al., 2005). Для направления y драглайн был включен в мембрану.

Испытания проводились на аппарате нанонатяжного устройства Agilent UTM T150 (технология Keysight) с нагрузкой на ячейку 500 мН. Скорость перемещения составляла 1% от длины колеи в секунду. Заявленная чувствительность машины составляет 10 нН по нагрузке и 1 Ȧ по смещению в динамической конфигурации. Тесты были записаны на камеру Sony.

Образцы анкеровки для испытаний на отслаивание были получены, когда паук мог ходить по черной бумажной поверхности.После того, как паук раскрутил крепления, мы разрезали драглайн на длину около 5 мм и приклеивали лист бумаги (содержащий драглайн) на деревянный брусок размером около 2 см 3 × 0,5 см 3 × 0,5 см 3 . Его закрепили на бумажной рамке (квадратное окно 1 см), а затем закрепили на машине. Скорость испытания составляла 6 мм / мин.

Анализ ANOVA

Дисперсионный анализ проводился для сравнения средних значений деформации при разрыве, прочности, модуля Юнга и модуля вязкости из испытаний на x- и y-стресс (т.(например, прикрепляющие диски, вытянутые вдоль или перпендикулярно направлению драглайна).

Параметры, используемые для проверки нулевой гипотезы, т. Е. Все наборы данных происходят из одного и того же распределения и имеют одинаковое среднее значение, были:

SSQa = ∑g = 1Gng (мг-мю) 2SSQe = ∑g = 1G∑j = 1ng (xgj-мг) 2

, где G - количество различных рассматриваемых образцов, n g - количество тестов одного и того же образца, m u - среднее значение всех данных, m g - среднее значение внутри группы (т.е.е., образец), а x - это единичное значение силы. Эти суммы квадратов были использованы для вычисления значения T:

, которое сравнивалось с идеальным значением функции Фишера F с уровнем значимости 5%. Если T > F , мы отвергаем нулевую гипотезу и, таким образом, можем считать разницу между набором данных значимой (т. Е. Разница обусловлена ​​внутренними различиями между выборками, а не следствием внутренней дисперсии) .Значение p было вычислено в MatLab®.

Статистика Вейбулла

Для анализа распределения прочности на излом мы использовали статистику Вейбулла (следуя Янгу и др., 2020). Кумулятивная функция плотности Вейбулла определяется следующим соотношением (здесь мы опускаем эффекты масштабирования):

F (x, m, x0) = 1-e- (xx0) c (9)

, где x - прочность на излом, c - параметр формы, а x 0 - параметр масштаба. F представляет собой вероятность того, что образец сломается при прочности ниже x .

Чтобы получить распределения относительной плотности вероятности различных выборок (т.е. f (x, c, xo) = cx0mxc-1e- (xx0) c), мы получили параметры формы и масштаба Вейбулла с помощью метода линейной регрессии. . Применяя двойной логарифм к уравнению (9), мы получаем следующее уравнение:

ln (ln (11 − F (x)) = cln (x) −cln (x0)

, где F можно оценить с помощью оценки среднего ранга

, где n - количество испытанных образцов, а i - порядок рассматриваемого (после организации выборок от самых слабых до самых сильных).Для каждого набора данных были выполнены тесты Колмогорова – Смирнова и R-квадрат, чтобы проверить (при 95% приемлемости, MatLab®), что статистика Вейбулла может быть применена к набору данных.

Результаты

Когда паук ходит, он производит прикрепляющие диски в местах крепления драглайна (рис. 1A). Вблизи прикрепляющего диска драглайн состоит из большего количества волокон (рис. 1B), чем в его дистальной части (т.е. рядом с фильерами; рис. 1C). Крепежные диски представляют собой сложные структуры, состоящие из нескольких волокон со средним диаметром 1.2 ± 0,5 мкм и покрытый клеем (рисунки 1, 2). Толщина, ширина и длина мембран составляют соответственно 5 ± 1 мкм, 1,8 ± 0,4 мм и 3,3 ± 0,6 мм (Рисунок S1). Масса мембран (рис. S2) составила около 5 мкг, что дает нам по уравнению (1) среднее расстояние между фибриллами около 4,6 мкм (таблица S1).

Тесты на наноиндентирование

Для измерения механических свойств грушевидного шелка мы использовали тесты наноиндентирования и нанонатяжения.

Мы провели серию экспериментов для сравнения модуля Юнга, полученного как при наноиндентировании, так и при испытаниях на растяжение (Denny, 1976; Das et al., 2017).

Испытания драглайна, прикрепленного к мембранам, выявили согласованные значения между двумя методами. При наноиндентировании (рисунок S3, таблица S2) мы измерили модуль Юнга 4,2 ± 0,8 ГПа, который также был найден с помощью метода картирования (рисунок S4). При испытаниях на растяжение (Таблица S3) мы измерили модуль Юнга 5,2 ± 4,8 ГПа (вычисленный путем взятия наклона аппроксимирующей линии регрессии в начальной и самой крутой части кривой напряжения-деформации), деформацию при разрыве 0 .27 ± 0,09 мм / мм, средняя прочность 365 ± 290 МПа и средний модуль вязкости 61 ± 47 МДж / м 3 . Путем наноиндентирования мы получили твердость драглайна 0,33 ± 0,10 ГПа.

Исследование грушевидного шелка методом наноиндентирования проводилось как методом одиночного вдавливания, так и методом картирования. Метод одиночного вдавливания был выполнен в разных положениях вдоль мембраны (Рисунок S5). Полученный модуль Юнга одиночного волокна составил 3.9 ± 1,4 ГПа (таблица S4), а твердость 0,09 ± 0,05 ГПа. Эти наблюдения были подтверждены методом картирования (Рисунок 4, Рисунки S6, S7). Результаты соответствовали глубине вдавливания (рис. S8), которая сохранялась> 10% от толщины волокон (Hay et al., 1998; Fischer-Cripps, 2011).

Рис. 4. (A) Оптическое микроскопическое изображение образца, (B, C) Наноиндентирование механических свойств грушевидного шелка на границе прикрепляющего диска.Обратите внимание, что высокие значения являются результатом измерений кварцевой подложки, обнаженной между (более мягкими) волокнами шелка.

Испытания на растяжение

Для того, чтобы измерить общие механические свойства различных шелковых композитов, мы выполнили следующие испытания на нанонатяжение: испытание драглайна, всю мембрану, растянутую в направлении y (рис. 3B, дополнительное видео SV1), и всю мембрану, протянутую вдоль направление x (Рисунок 3D, Дополнительное видео SV2). Полученные кривые напряжение – деформация и смещение нагрузки (для последнего типа испытаний) показаны на рисунке 5.Напряжение на мембране было рассчитано с использованием уравнений (2) и (3), и соответствующие извлеченные значения представлены в таблице S1.

Рис. 5. (A) Схематическое изображение испытательного образца и кривые деформации образцов драглайна. (B) Схема испытательного образца и кривые зависимости напряжения от деформации прикрепляющего диска, тянущего в направлении драглайна (направление y). (C) Схемы испытуемого образца и кривые напряжение-деформация прикрепляющего диска, вытянутого в направлении чистых фибрилл (направление x).

Не было существенной разницы в механических свойствах между образцами крепежного диска по осям x и y (таблицы S5, S6). Для направлений x и y, соответственно, мы нашли деформацию при разрыве 1,18 ± 0,53 и 0,93 ± 0,85, прочность 106 ± 42 МПа и 190 ± 180 МПа, модуль Юнга 0,19 ± 0,10 МПа и 0,33 ± 0,18 МПа. и модуль вязкости 87 ± 53 МДж / м 3 и 97 ± 90 МДж / м 3 .

Чтобы оценить разницу механических свойств между прикрепляющими дисками и драглайном, мы выполнили односторонний тест ANOVA (Таблица S7).Статистически различалась только сила драглайна и мембраны, натянутой в направлении x ( p = 0,00487, все post hoc попарных сравнений p <0,05). Это говорит о том, что драглайн прочнее грушевидной шелковой перепонки.

Лучшее понимание разницы между силой проанализированных образцов можно дать, взглянув на статистику Вейбулла. В этом случае метод линейной регрессии использовался для расчета параметров Вейбулла (рис. 6A, таблица S8), и они были использованы для построения распределений плотности вероятности силы для тестируемых образцов (рис. 6B).Более узкая форма распределения вероятности прочности мембран относительно драглайна указала на их более однородное поведение разрушения.

Рис. 6. (A) Графики линейной регрессии для различных наборов образцов для вычисления параметров Вейбулла, используемых для построения (B) распределений плотности вероятности Вейбулла прочности испытанных образцов.

Сравнение с моделью

В таблице 1 приведены механические свойства шелковых волокон и мембран, определенные в этой работе, и их сравнение со значениями, указанными в литературе.Модуль Юнга, рассчитанный по уравнениям (7) и (8) (т.е. модуль Юнга всей мембраны при растяжении относительно модуля Юнга отдельных волокон), аналогичен модулю, измеренному с помощью наноиндентирования. Значения, полученные нами для одиночных грушевидных шелковых волокон, сопоставимы со значениями, ранее измеренными для изолированных грушевидных шелковых волокон (Wolff et al., 2017c). Уравнение (7) также использовалось в качестве контроля для оценки модуля Юнга драглайна, который оказался сопоставимым с модулем, непосредственно измеренным в испытании на растяжение драглайна.

Таблица 1 . Значения механических свойств исследуемых шелковых изделий, полученные на экспериментальной (испытания на растяжение всей мембраны и нитей драглайна и наноиндентирование отдельных волокон) и аналитической модели, сравниваются с литературными значениями (для других видов).

Уравнение (4) дает нам возможность оценить прочность драглайна, зная измеренную прочность мембраны в направлениях x и y и прочность грушевидного шелка.Полученное значение очень похоже на значение, измеренное при испытаниях на растяжение, что подтверждает справедливость нашей простой модели.

Важно понимать, как расстояние s может повлиять на результаты. Таким образом, мы построили теоретические значения, полученные с помощью уравнений (4), (7) и (8), как функции расстояния s в измеренном диапазоне (Рисунок S7). Это подтвердило, что наши результаты хорошо согласуются с полученными значениями s .

Эксперименты по пилингу

Для того, чтобы количественно оценить прикрепление всей мембраны к субстрату, мы выполнили тесты на отрыв (рис. S10).Мы обнаружили, что отслоение происходит при смещении 2,9 ± 1,2 мм, с пиковым усилием 18 ± 10 мН и жесткостью мембраны 6,8 ± 5,8 Н / м (Таблица S9). Эти цифры сопоставимы с данными, приведенными в литературе (Grawe et al., 2014; Wolff et al., 2015, 2017b, c; Wolff and Gorb, 2016; Wolff and Herberstein, 2017). Мы обнаружили, что отказ прикрепляющих дисков происходит в основном на уровне грушевидного шелка (рис. S10C) в нашей установке, а не на уровне драглайна [см. Grawe et al. (2014) для подробного обсуждения различных видов отказов, возникающих в результате иерархической структуры крепежных дисков].На это указывало наблюдение, что отсоединенные прикрепляющие диски остались почти неповрежденными (рис. S10D). Это подтверждает, что была измерена адгезия, а не разрыв крепежного диска.

Обсуждение

Из-за адгезионных свойств грушевидного шелка трудно получить образцы нативного волокна для испытаний на растяжение. Здесь мы использовали подход с использованием всей мембраны в сочетании с аналитической моделью для определения механических свойств грушевидного шелка. При отборе образцов отсоединение крепежных дисков от несущей подложки может вызвать повреждение или вызвать предварительное напряжение, которое может повлиять на измерения (Garrido et al., 2002; Перес-Ригейро, 2005). Поэтому мы подкрепили результаты наших испытаний подходом наноиндентирования, который оказался хорошим решением для измерения механических свойств собственных крепежных дисков in loco без необходимости манипулирования образцом (Das et al., 2017). Объединенные результаты этих различных подходов согласованы.

Испытания наноиндентирования показали, что грушевидный шелк C. salei имеет модуль Юнга, сравнимый с его драглайном.Тот факт, что у этого вида количество клея невелико по сравнению с другими видами (Wirth et al., 2019), частично оправдывает наш подход, который не учитывает наличие третьей фазы.

Теоретическая модель была разработана для обоснования механических свойств отдельных волокон, полученных с помощью наноиндентирования, до механических свойств всей мембраны (при испытаниях на растяжение). В целом, мы обнаружили соответствие значений, полученных с помощью наших подходов к испытаниям на наноидентификацию и растяжение, и значений, приведенных в литературе (Wolff et al., 2017c). Это подчеркивает, что анизотропия играет незначительную роль в механике грушевидного шелка. Было исследовано влияние изменения параметра интервала s (Рисунок S9). Отметим, что полученные значения для параметра шага представляют собой среднее значение естественно изменяемого шага по решетке.

Еще один важный аспект, который следует учитывать при определении прочности материалов, - это их размеры. Увеличение размера материала (или в целом его размера) обычно приводит к снижению прочности (Carpinteri and Pugno, 2005).Это также справедливо для паучьего шелка (Greco et al., Представлено). Грушевидный шелк состоит из множества мелких волокон. Это может увеличить прочность каждого волокна, а затем и всей мембраны.

Что касается общего механического поведения мембраны, сложность структуры и ее случайная форма могут быть важной причиной замечательных механических свойств крепежных дисков, поскольку рандомизация в системе может улучшить ее прочность и пластичность (Cranford, 2013).

Параметры, определенные в этой работе, позволяют усовершенствовать численные модели, описывающие механику отслаивания и адгезию композитных мембран, что является важной целью при изучении механической функции и биомиметики биологических адгезивных систем (Liprandi et al., 2019; Wolff et al., 2019).

Заключение

Сотни миллионов лет выбрали системы крепления пауков, способных выдерживать высокие нагрузки (Wolff et al., 2019). Несмотря на их фундаментальную роль, эти крепления все еще плохо изучены из-за практических трудностей при подготовке образцов, сложности системы и большого разнообразия структур прикрепляющих дисков.

Чтобы понять общее механическое поведение всей мембраны, важно знать механические свойства материала прикрепляющего диска (грушевидного шелка).

В этой работе мы предоставили некоторую полезную информацию о механических свойствах грушевидного шелка. По нашему мнению, это будет способствовать усовершенствованию численных моделей динамики отслаивания для лучшего понимания адгезионной функции прикрепляющих дисков и стимулировать разработку новых прочных клеев и микрокомпозитных материалов на основе биологических материалов.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительные материалы.

Заявление об этике

Этическая экспертиза и одобрение не требовалось для исследования на животных, потому что в соответствии с итальянскими правилами по защите животных и Директивой ЕС 2010/63 / EU для экспериментов на животных никаких специальных требований к паукам не требуется.

Авторские взносы

GG провел эксперименты, получил данные и написал первый черновик рукописи.JW способствовал интерпретации результатов и написанию рукописи. NP руководила исследованием, предложила модель и анализ данных, а также завершила работу над документом. Все авторы участвовали в редактировании черновиков рукописей, просмотрели и одобрили окончательную рукопись.

Финансирование

JW поддерживается премией Discovery Early Career Researcher Award Австралийского исследовательского совета (DE1

338). NP поддерживается Европейской Комиссией в рамках гранта FET Proactive (Neurofibres) No.732344, грант FET Open (Boheme) № 863179, а также Министерством образования, университетов и исследований Италии (MIUR) в рамках гранта Департамента повышения квалификации L. 232/2016.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Лоренцо Москини, Антонеллу Мотта, Дэвида Маниглио и Клаудио Мильярези (Биотех – Маттарелло, Университет Тренто) за их поддержку.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2020.00138/full#supplementary-material

Список литературы

Агнарссон И., Кунтнер М. и Блэкледж Т. А. (2010). Биоразведка находит самый прочный биологический материал: необычный шелк гигантского речного паука. PLoS ONE 5, 1–8. DOI: 10.1371 / journal.pone.0011234

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Асакура Т., и Миллер, Т. (2014). Биотехнология шелка , Vol. 5. Дордрехт: Спрингер.

Google Scholar

Басу, А. (2015). Достижения в области науки и технологий шелка . Текстильный институт.

Google Scholar

Блэкледж, Т. А., Кардулло, Р. А., и Хаяси, К. Ю. (2005). Микроскопия в поляризованном свете, вариабельность диаметров паучьего шелка и механические характеристики паучьего шелка. Invertebr. Биол . 124, 165–173.DOI: 10.1111 / j.1744-7410.2005.00016.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Blasingame, E., Tuton-Blasingame, T., Larkin, L., Falick, A. M., Zhao, L., Fong, J., et al. (2009). Пириформный спидроин 1, новый член семейства генов шелка, который закрепляет волокна шелка драглайна в прикрепительных дисках паука черной вдовы, Latrodectus hesperus. J. Biol. Chem . 284, 29097–29108. DOI: 10.1074 / jbc.M109.021378

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боуэн, К.H., Dai, B., Sargent, C.J., Bai, W., Ladiwala, P., Feng, H., et al. (2018). Рекомбинантные спидроины полностью повторяют первичные механические свойства натурального паучьего шелка. Биомакромолекулы 19, 3853–3860. DOI: 10.1021 / acs.biomac.8b00980

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брели Л., Босиа Ф. и Пуньо Н. М. (2015). Численная реализация теории множественного отслаивания и ее применение к креплениям в паутине. Интерфейс Focus 5: 20140051.DOI: 10.1098 / rsfs.2014.0051

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брунетта Л. и Крейг К. Л. (2010). Паучий шелк: эволюция и 400 миллионов лет прядения, ожидания, цепляния и спаривания . Издательство Йельского университета.

Google Scholar

Карпинтери А. и Пуно Н. (2005). Связаны ли законы масштабирования прочности твердых тел с механикой или геометрией? Nat. Mater . 4, 421–423. DOI: 10.1038 / nmat1408

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чау, Р.К., Саски, К. А., Хаяси, К. Ю. (2017). Полная последовательность гена белка шелка прикрепления пауков (PySp1) выявляет новые линкерные области и экстремальную гомогенизацию повторов. Insect Biochem. Мол. Биол . 81, 80–90. DOI: 10.1016 / j.ibmb.2017.01.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крэнфорд, С. В., Тараканова, А., Пуно, Н. М., и Бюлер, М. Дж. (2012). Нелинейное поведение материала паучьего шелка дает прочную паутину. Природа 482, 72–76.DOI: 10.1038 / nature10739

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дас Р., Кумар А., Патель А., Виджай С., Саураб С., Кума Н. и др. (2017). Биомеханическая характеристика паутины. J. Mech. Behav. Биомед. Mater . 67, 101–109. DOI: 10.1016 / j.jmbbm.2016.12.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dellaquila, A., Greco, G., Campodoni, E., Mazzocchi, M., Mazzolai, B., Tampieri, A., et al.(2019). Оптимизированное производство высокоэффективного гибридного биоматериала: биоминерализованного паучьего шелка для инженерии костной ткани. J. Appl. Polym. Sci . 48739, 1–9. DOI: 10.1002 / app.48739

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Денни, М. В. (1976). Физические свойства паучьего шелка и их роль в дизайне паутины. J. Exp. Биол . 65, 483–506.

Google Scholar

Эйзольдт, Л., Смит, А., и Шайбель, Т. (2011).Расшифровка секретов паучьего шелка. Mater. Сегодня 14, 80–86. DOI: 10.1016 / S1369-7021 (11) 70057-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фишер-Криппс, А.С. (2011). Наноиндентирование . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Феликс Р. (2011). Биология пауков . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Google Scholar

Гарридо, М.А., Элисес, М., Вини, К., и Перес-Ригейро, Дж.(2002). Изменчивость и взаимозависимость свойств растяжения линии сопротивления паука. Полимер (Guildf) . 43, 4495–4502. DOI: 10.1016 / S0032-3861 (02) 00254-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Geurts, P., Zhao, L., Hsia, Y., Gnesa, E., Tang, S., Jeffery, F., et al. (2010). Волокна синтетического паучьего шелка прядут из грушевидного спидроина 2, протеина клеевого шелка, обнаруженного в прикрепляющих дисках паука плетения сфер. Биомакромолекулы 11, 3495–3503.DOI: 10.1021 / bm101002w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Граве И., Вольф Дж. О., Горб С. Н. (2014). Состав и прочность шелковых прикрепляющих дисков пауков в зависимости от субстрата. J. R. Soc. Интерфейс 11: 20140477. DOI: 10.1098 / rsif.2014.0477

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Греко, Г., Босиа, Ф., Трамасере, Ф., Маццолай, Б., и Пуньо, Н. М. (2020). Роль волосков в прикреплении присосок осьминога: иерархический подход к пилингу. Bioinspir. Биомим . 15: 035006. DOI: 10.1088 / 1748-3190 / ab72da

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Греко Г., Пантано М. Ф., Маццолай Б. и Пуньо Н. М. (2019). Визуализация и механическая характеристика различных соединений в паутине сфер паука. Sci. Репутация . 9: 5776. DOI: 10.1038 / s41598-019-42070-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэй, Дж. Л., О'Херн, М. Э. и Оливер, В. (1998).Важность радиуса контакта для измерения свойств тонких пленок, не зависящих от подложки. Мат. Res. Soc. Symp. Proc . 522, 27–32. DOI: 10.1557 / PROC-522-27

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джайн Д., Сахни В. и Дхиноджвала А. (2014). Прикрепляющиеся диски из синтетического клея, вдохновленные архитектурой грушевидного шелка паука. J. Polym. Sci. Часть B Polym. Phys . 52, 553–560. DOI: 10.1002 / polb.23453

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кейзерлинг, Э.(1877 г.). Ueber amerikanische Spinnenarten der Unterordnung Citigradae. Verhandlungen der Kaiserlich-Königlichen Zoologisch-Botanischen Gesellschaft in Wien 26, 609–708.

Google Scholar

Ковур Дж. И Зильберберг Л. (1982). Тонкие структурные аспекты секреции шелка у паука. Тканевая клетка 14, 519–530. DOI: 10.1016 / 0040-8166 (82) -1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лепоре, Э., Босиа, Ф., Бонаккорсо, Ф., Bruna, M., Taioli, S., Garberoglio, G., et al. (2017). Шелк паука, армированный графеном или углеродными нанотрубками. 2D-материалы 4: 031013.

Google Scholar

Липранди Д., Босиа Ф. и Пуньо Н. М. (2019). Теоретико-численная модель отслаивания эластичных мембран. J. Mech. Phys. Твердые тела 136: 103733. DOI: 10.1016 / j.jmps.2019.103733

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pugno, N.M., Cranford, S.W., and Buehler, M.J. (2013). Синергетическая оптимизация материала и структуры обеспечивает надежные крепления паутины. Small 9, 2747–2756. DOI: 10.1002 / smll.201201343

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сахни В., Харрис Дж., Блэкледж Т. А. и Диноджвала А. (2012). Пауки, плетущие паутину, производят разные прикрепляющие диски для передвижения и захвата добычи. Nat. Коммуна . 3, 1106–1107. DOI: 10.1038 / ncomms2099

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж.О., Горб С. Н. (2016). Структуры прикрепления и адгезивные выделения у паукообразных . Чам: Спрингер, 184.

Google Scholar

Вольф, Дж. О., Граве, И., Вирт, М., Карстедт, А., и Горб, С. Н. (2015). Супер-клей паука: резьбовые анкеры - это композитные клеи с синергетической иерархической организацией. Soft Matter 11, 2394–2403. DOI: 10.1039 / C4SM02130D

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж.О., Герберштейн М. Э. (2017). Пауки для трехмерной печати: нанесение клея вперед-назад дает шелковые якоря с высоким сопротивлением отрыву при различных нагрузках. J. R. Soc. Интерфейс 14: 20160783. DOI: 10.1098 / rsif.2016.0783

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж. О., Джонс, Б., и Герберштейн, М. Э. (2018). Паковка из пластика в несущие шелковые крепления пауков. Зоология 131, 45–47.DOI: 10.1016 / j.zool.2018.05.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж. О., Патерно, Г. Б., Липранди, Д., Рамирес, М. Дж., Босиа, Ф., ван дер Мейден, А. и др. (2019). Эволюция паутины воздушного паука совпала с многократной структурной оптимизацией креплений шелка. Evolution 73, 2122–2134. DOI: 10.1111 / evo.13834

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Й. О., Рез, Ач, М., Крейчи, Т., и Горб, С. Н. (2017c). Охота с липкой лентой: функциональный сдвиг в шелковых железах наземных пауков-аранеофагов (Gnaphosidae). J. Exp. Биол . 220, 2250–2259. DOI: 10.1242 / jeb.154682

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж. О., Ван дер Мейден, А., и Герберштейн, М. Э. (2017b). Четкие модели прядения обеспечивают дифференцированную нагрузочную способность креплений шелковых нитей у пауков с разной экологией. Proc. R. Soc. B Biol.Sci . 284: 20171124. DOI: 10.1098 / rspb.2017.1124

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, Дж. О., Уэллс, Д., Рид, К. Р., и Бламирес, С. Дж. (2017a). Ясность целей и принципов работы увеличивает успех биомиметических программ. Ясность целей и рабочих принципов повышает успех биомиметических программ. Bioinspir. Биомим . 12: 051001. DOI: 10.1088 / 1748-3190 / aa86ff

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ся, Х.-X., Qian, Z.-G., Ki, C. S., Park, Y.H., Kaplan, D. L., and Lee, S. Y. (2010). Рекомбинантный белок шелка пауков естественного размера, продуцируемый метаболически модифицированной Escherichia coli, дает прочное волокно. Proc. Natl. Акад. Sci . 107, 14059–14063. DOI: 10.1073 / pnas.1003366107

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Ю., Греко Г., Маниглио Д., Маццолай Б., Мильярези К., Пуно Н. и др. (2020). Шелк паука (Linothele megatheloides) и тутового шелкопряда (Bombyx mori): сравнительная физическая и биологическая оценка. Mater. Sci. Англ. С 107: 110197. DOI: 10.1016 / j.msec.2019.110197

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яргер, Дж. Л., Черри, Б. Р., и Ван Дер Ваарт, А. (2018). Раскрытие взаимосвязи между структурой и функцией паучьего шелка. Nat. Ред. Mater . 3: 18008. DOI: 10.1038 / натревматс.2018.8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Натуральный шелк как компонент фотоники: исследование его световодных и нелинейных оптических свойств

Шелковые волокна производства B.mori и другие тутовые шелкопряды содержат две белковые моноволокна с треугольными участками, называемые рассолами, встроенные в водорастворимый белковый слой серицина и удерживаемые вместе им. Рассолы состоят из нескольких пучков нанофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из фиброиновых нитей. Серицин - это белок, который обычно удаляется, поскольку он может вызвать воспалительную реакцию, если шелк используется в биологических целях. Серицин также удаляется в текстильных изделиях. Этот процесс известен как рафинирование. Эти два рассола разделяются во время рафинирования и также называются фиброинами, чтобы отличать их от неотделанного шелкового волокна 3 .В этой работе, говоря о шелковом волокне, мы имеем в виду одиночный дегуммированный рассол шелка тутового шелкопряда B. mori.

Для исследования оптических свойств натурального рафинированного шелка были приготовлены пять образцов шелкового волокна. Мы оценили структурное качество волокна с помощью сканирующей электронной микроскопии. Рисунок 1 показывает, что форма шелкового волокна в некоторой степени однородна, хотя и не идеально круглая по форме. Поэтому мы ожидаем, что его можно будет использовать в качестве путеводного света. Однако из изображений следует отметить два ключевых момента: на поверхности волокна может быть мусор, и волокно может закручиваться по спирали вокруг своей оси.Как частицы мусора на поверхности волокна, так и скручивание волокна могут привести к увеличению ослабления направленного света из-за увеличения потерь на рассеяние. Вероятно, что о количестве рассеивателей твердых частиц можно позаботиться с помощью более тщательной предварительной обработки, во время которой этапы промывки и полоскания можно было бы повторить несколько раз. Однако спиральное скручивание - это свойство шелкового волокна, которого трудно избежать. Это может возникнуть естественным образом, поскольку тутовый шелкопряд может вращаться вокруг своей оси во время прядения шелкового волокна, но что более важно, когда волокно обрабатывается и наматывается во время сбора урожая.Степень скручивания можно было бы уменьшить, если бы очень осторожно извлекали волокна из коконов. Количество витков спирали на единицу длины может быть определено количественно, например, с помощью визуализации второй гармоники или сканирующей электронной микроскопии, как будет обсуждаться позже.

Рис. 1

Сканирующие электронные микрофотографии (СЭМ) шелковых волокон.

Для большей ясности изображения выделены псевдоцветом. Деталь ( a ) показывает мусор на поверхности волокна. Самые большие частицы мусора имеют диаметр порядка нескольких мкм.Деталь ( b ) показывает отрезок волокна, скрученный вокруг своей оси на кручение.

Фиброин шелка тутового червя состоит в основном из трех аминокислот: глицина (G), аланина (A) и серина (S). 3 , которые образуют полукристаллические и аморфные части. Кристаллические участки состоят в основном из тяжелых молекулярных цепей (H-цепи) 24 , которые, в свою очередь, в основном представляют собой GAGAGS-повторы 25 . Н-цепь существует в четырех формах: аморфная конформация со случайным клубком и три полукристаллических формы, обозначенные шелком I, шелком II 3 и шелком III 26 .Марш, Кори и Полинг предложили модель 27 , в которой Н-цепь шелка II образует гофрированные антипараллельные β-листы. Шелковые волокна состоят из белковых цепей примерно на две трети в полукристаллической форме и на одну треть в аморфной форме 28 , информацию, которую можно использовать для идентификации шелка тутового шелкопряда.

Поскольку коконы тутового шелкопряда покупались у коммерческих поставщиков, мы хотели убедиться, что полученный очищенный шелк действительно является шелком тутового шелкопряда B. mori. Чтобы проверить химический состав шелка, мы охарактеризовали образцы с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света с конфокальным рамановским микроскопом, работающим при 532 нм (WITec Alpha 300 RA).На рисунке 2 представлены полученные данные. Данные показывают заметные рамановски-активные полосы с волновыми числами 1085 см -1 , 1232 см -1 и 1667 см -1 , которые характерны для колебательных мод белков в фиброине шелка. Последние два соответствуют β-листам в шелковом волокне, то есть конформации шелка II, а первый соответствует конформации случайной спирали 28 . Также другие характеристики данных очень похожи на данные, опубликованные в другом месте 28 , подтверждая, что собранные волокна действительно являются фиброином шелка из B.mori тутовый шелкопряд.

Рисунок 2

Измеренный спектр комбинационного рассеяния шелковых волокон, используемых в этой работе.

Стрелками отмечены полосы Рамановской активности 1085 см −1 , 1232 см −1 и 1667 см −1 , которые характерны для основных белков шелка Bombyx mori 28 . Остальные особенности спектра очень похожи на спектр, опубликованный в работе. 28.

После проверки состава волокна мы измерили потери при распространении волокон, используя два дополнительных метода (т.е.е., метод сокращения и метод анализа на основе изображений). Подробное обсуждение экспериментального метода представлено в разделе "Методы". Типичные фотографии экспериментальной установки приведены на рис. 3. Как видно из рисунка, свет проходит внутри шелкового волокна от лазера к детектору.

Рисунок 3

Фотографии экспериментальной установки.

Образец помещают между двумя пинцетом отрицательного действия и осторожно вытягивают, чтобы выпрямить волокно. Входной свет попадает в образец и собирается с помощью световода.Образец помещают между двумя микролинзированными оптическими волокнами, которые помещают на микроманипуляторы (не показаны) для простого ввода и вывода света из волокна образца.

Результаты экспериментов с нашими образцами представлены на рис. 4 и дополнительном рисунке S1. В экспериментах все длины волн измерялись перед разрезанием волокна. Каждая точка данных соответствует набору данных из тысяч точек. Данные, выходящие за пределы межквартильного диапазона отдельных наборов данных, считались выбросами и, следовательно, отбрасывались.Этот выбор, хотя и в некоторой степени произвольный, дает хорошее представление об изменчивости данных, которая в основном связана с колебаниями мощности лазера и входной или выходной связью, поскольку волокна легко перемещаются с дрейфом воздуха. Для получения оценок коэффициентов потерь использовался анализ наименьших квадратов.

Рисунок 4

( a ) Результаты экспериментов по сокращению образца 4 - для других образцов см. Дополнительный рисунок S1. Точки данных, соответствующие разным длинам волн, для ясности немного смещены в направлении x .Столбики ошибок показывают 25% и 75% процентилей данных, чтобы указать колебания, вызванные, например, колебанием мощности лазера и перемещениями волокна из-за дрейфа воздуха или статического электричества. ( b ) Пример оценки потери шелка с использованием анализа на основе изображений. Остальные образцы имеют аналогичные характеристики. Изображение на вставке соответствует масштабу данных. На вставке показаны необработанные данные изображения из образца 4. Сильные рассеиватели на поверхности волокна, скорее всего, являются мусором от предварительной обработки и манипуляций.

Рисунок 4a и дополнительный рисунок S1 также показывают, что сплошные линии, соответствующие уравнению (1), не проходят через средние значения всех наборов данных, как в идеале.Весьма вероятно, что сильный рассеиватель был удален, когда волокно было разрезано во время экспериментов по сокращению. Чтобы изучить этот эффект, мы снова применили уравнение (1) к данным сокращения образца 4, но на этот раз отдельно к точкам данных из длин волокон, соответствующих двум самым длинным и двум самым коротким длинам. Результаты см. На дополнительном рисунке S2 и в дополнительной таблице S1. Мы обнаружили, что дополнительные посадки лучше согласуются с данными. Это показывает, что даже несмотря на то, что метод сокращения очень привлекателен из-за своей простоты, когда он применяется к относительно необработанным натуральным волокнам, таким как шелк тутового шелкопряда или шелк паука 4 , обоснованность лежащих в основе предположений становится сомнительной, как будет обсуждаться в раздел "Методы" данной статьи.Несмотря на эти проблемы, мы по-прежнему ожидаем получить по крайней мере качественные и порядковые результаты в результате экспериментов по сокращению. Экспериментальные условия одинаковы для всех образцов, и, таким образом, можно проводить значимые сравнения экспериментальных результатов, полученных на разных длинах волн, чтобы увидеть возможные тенденции.

Чтобы дополнить технику сокращения, мы использовали анализ на основе изображений. Это особенно привлекательный метод для использования с натуральными волокнами, такими как шелковое волокно, поскольку, например, волокно не перемещается в течение времени, необходимого для записи изображения.На рисунке 4b показано изображение волокна при его освещении лазером с длиной волны 520 нм. Изображение не обработано, за исключением выпрямления изображения волокна с помощью инструмента микроскопического анализа с открытым исходным кодом Fiji 29 . На оптическом изображении на вставке видно пять сильных рассеивателей в образце 4. Они заставляют распространяющийся свет выходить из волокна. Второе главное преимущество анализа на основе изображений состоит в том, что рассеиватели можно наблюдать и учитывать их вклад в потери.

Результаты расчетных коэффициентов потерь в волноводе для образцов 1–5 приведены в таблице 1. Метод сокращения предполагает, что коэффициенты потерь лежат в диапазоне 2,27–5,84 дБ мм -1 , при среднем значении 3,99 дБ мм −1 . Анализ на основе изображений оценивает, что оно составляет в среднем 1,03 дБ мм −1 и находится в диапазоне 0,54–1,55 дБ мм −1 . Для сравнения, потери при размножении в принудительно намотанном, необработанном шелке паука Nephila clavipes, как сообщается, составляют (1.05 ± 0,40) дБ мм -1 4 .

Таблица 1 Определенные коэффициенты потерь в дБ мм -1 , определенные с помощью метода сокращения и анализа на основе изображений.

Два метода (то есть методы сокращения и анализа на основе изображений) согласуются на качественном уровне. Оба метода дают сходное спектральное поведение коэффициента потерь: он уменьшается с увеличением длины волны, за исключением образца 4, где данные показывают, что коэффициент потерь снова увеличивается при 730 нм.Экспериментальные трудности не позволили нам оценить характеристики волокна на телекоммуникационной длине волны 1,5 мкм. Однако поведение длины волны наших образцов предполагает, что потери должны быть ниже в инфракрасной области, если только шелковые волокна не содержат воду, которая увеличила бы затухание.

Причина различного поведения образца 4 в зависимости от длины волны остается неясной. Поскольку оба метода качественно согласуются в зависимости коэффициентов потерь от длины волны, такое поведение вряд ли будет простой ошибкой измерения.Возможно, что для образцов 1–3 и 5 потери в основном связаны с неоднородностями состава и формы волновода, а также с рассеивателями, оптический отклик которых слабо зависит от длины волны. Для Образца 4 оптические отклики этих рассеивателей могут в большей степени зависеть от длины волны.

Однако мы замечаем, что результаты сокращения примерно в два раза больше, чем результаты, полученные с помощью анализа на основе изображений. Мы объясняем это несоответствие локализованными рассеивателями, как показано на рис. 1. См. Рис.5 для схематического изображения. Поскольку световая волна, распространяющаяся внутри волокна (и ослабляющаяся в соответствии с законом Бера-Ламберта), встречает локализованный центр рассеяния, относительно большое количество света выходит из волокна в этой данной точке. Следовательно, в этот момент оптическая мощность внутри волокна скачкообразно падает. Оставшаяся оптическая волна продолжает свое распространение с меньшей интенсивностью. Когда данные о таком поведении соответствуют закону Бера-Ламберта, полученный коэффициент потерь будет завышен, так как он будет содержать вклады от локализованных рассеивателей, помимо материала волокна и свойств волновода.Таким образом, коэффициент потерь будет больше, чем если бы он был обусловлен только свойствами материала и волновода. В то же время рассеиватели внесут «горячие точки» в данные, полученные с помощью анализа изображений (см. Рис. 4b). В результате коэффициент потерь становится заниженным. Следовательно, мы можем сделать вывод, что истинные свойства материала и волновода находятся где-то между значениями, полученными этими двумя методами.

Рис. 5

Схематическое изображение объяснения различий между результатами, полученными при использовании метода сокращения и анализа на основе изображений.

Изображение шелкового волокна, записанное с помощью нелинейного микроскопа, показано на рис. 6. Красный цвет представляет сигнал, обусловленный генерацией второй гармоники (ГВГ), а зеленый - генерацией третьей гармоники (ГТГ). Желтые области дают свет как второй, так и третьей гармоники. Как видно из рисунка, сигнал третьей гармоники генерируется по всему образцу шелкового волокна. Однако SHG сильнее всего в середине волокна. Мы связываем это с тем, что в этой точке волокно скручивается вокруг своей оси.Скручивание при кручении вносит хиральность в структуру волокна и, следовательно, нарушает центросимметрию, которая является требованием для возможности ГВГ 30 . Спиральное закручивание также наблюдается на снимках, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) (рис. 1b). Наши результаты показывают, что нелинейные компоненты на основе шелка могут использоваться для различных приложений (например, in vivo, обнаружение скручивания в ткани).

Рис.

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *