в каком году изобрели шелк
Шелк: история шелка, виды и особенности шелковых тканей
У шелководства весьма красочная история развития. На протяжении столетий Запад очень мало знал о шелковых тканях и людях, которые ее делали. Целых две тысячи лет китайцы свято хранили секреты шелкового производства.
История шелка
Хорошо известно предание о том, как производство шёлка возникло в Хотане. Местный правитель никак не мог заполучить сырьё и способ изготовления вожделенного материала. Тогда по совету своего министра, он решил схитрить и посватался к китайской принцессе. Когда предложение было принято, посланец хотанского правителя шепнул принцессе, что на родине её супруга много превосходного нефрита, но нет изысканного шёлка и, если она хочет носить такую же красивую одежду, как и до свадьбы, ей следует привезти с собой яйца шелковичных червей и семена тутового дерева. Всё, что требовалось, девушка привезла в Хотан, спрятав коконы в замысловатой причёске, а яйца — среди мешочков с травами и снадобьями. Предприимчивая принцесса мыслила значительно масштабнее своего жениха и прихватила с собой под видом домашней прислуги специалистов по разведению шелкопряда, разведению тутовых деревьев и ткачеству.
Еще одна легенда о том, как жена императора Хуан Ди пила чай, а в ее чашку упал кокон шелкопряда. Согласно этой легенде, в воде кокон распустился на тонкие нити и умная женщина сообразила как это можно применить. Но на самом деле кокон не так-то легко разделяется на шелковые нити. А шелк изобрели задолго до того, как правил Хуан Ди. В 3630 году д.н.э., он уже точно существовал.
Около 300 года н. э. шелководство распространилось в Японии, а к 522 году византийцам удалось приобрести яйца тутового шелкопряда и приступить к разведению шелковичных червей. В это же время шёлк начали производить арабы. В результате распространения шелководства экспортный китайский шёлк стал менее значимым, хотя он по-прежнему доминировал на рынке шёлка в высшем классе. Крестовые походы принесли производство шёлка в Западную Европу, в частности, во многие итальянские области, которые пережили экономический бум, экспортируя шёлк остальной Европе. В Средние века начались изменения в технологии производства, впервые появилась прялка. В XVI веке Франции, как и Италии, удалось организовать успешную торговлю шёлком. Усилия же большинства других стран по развитию собственной шёлковой промышленности оказались безуспешными.
Промышленная революция во многом изменила шёлковую промышленность Европы. Благодаря инновациям производство хлопка стало намного более дешёвым, что привело к тому, что более дорогое шёлковое производство отдало свои господствующие позиции. Однако новые ткацкие технологии увеличили эффективность и шёлкового производства, в частности этому способствовал жаккардовый ткацкий станок, разработанный для шёлковой вышивки. Несколько эпидемий тутового шелкопряда привели к падению производства шёлка, особенно во Франции, где промышленность уже не смогла восстановиться.
В XX веке Япония и Китай вернули себе былые лидирующие роли в шёлковом производстве, и Китай теперь снова является крупнейшим производителем шёлка в мире. Появление новых тканей, таких как нейлон, уменьшило распространённость шёлка, который стал редким предметом роскоши, гораздо менее значимым, чем во времена своего расцвета.
Китайский шелк: легенды, история и технология производства
Легенды о появлении шелка в Китае
Шелк — продукт жизнедеятельности тутового шелкопряда, свивающего вокруг себя прочный кокон. Но кто же первым (или первой) догадался расплести этот кокон и свить нить, а затем выткать ткань? В Китае сложено немало легенд на сей счет. Наиболее известная из них связывает появление шелководства с Лэй-цзу, старшей женой мифического императора Хуан-ди, который, как утверждают традиционные источники, правил Поднебесной с 2698 по 2598 год до н. э.
Однажды молодая женщина пила чай в саду, под тутовым деревом. И в чашку случайно упало несколько коконов шелкопряда. Она стала их вынимать, коконы стали разматываться в длинную нить. Тогда Лэй-цзу стала срывать остальные коконы, висевшие на дереве и разматывать их. Из полученных нитей она выткала ткань и сшила одежду своему супругу. Хуан-ди, узнав об этом открытии, усовершенствовал методы разведения шелкопрядов и производства шелка. Так появилось шелководство и шелкоткачество.
Благодаря своему открытию Лэй-цзу также стали именовать Силин-чи – Владычицей шелкового червя и она стала считаться богиней-покровительницей шелководства. До сих пор в начале апреля в провинции Чжэцзян проводятся празднества в честь Лэй-цзу.
Еще одна легенда гласит, что женщины Древнего Китая совершенно случайно обнаружили шелк. Они собирали плоды с деревьев и наткнулись на странные фрукты белого цвета, слишком твердые для еды. Тогда они стали варить их, чтобы размягчить, но они едва ли годились для еды. В конце концов, женщины потеряли терпение и стали бить их толстыми палками. И тут-то и были открыты шелк и шелкопряды. Оказалось, что белый фрукт был не чем иным, как коконом тутового шелкопряда!
История производства шелка
Существующие легенды — лишь красивые предания старины. Согласно археологическим данным, свойства шелкопряда и секрет изготовления шелка были известны уже 5 тысяч лет тому назад. Так, во время археологических раскопок в различных районах на территории Китая в культурных слоях III тысячелетия до н.э. находили фрагменты коконов шелкопряда.
С этих времен идет традиция: весной императрица открывала сезон шелководства, который продолжался шесть месяцев. Издревле шелководство считалось женским занятием.
Старинные ткацкие станки. Шелковый рынок, Пекин
Постепенно в Китае зародился настоящий культ шелка. В старых китайских текстах упоминается о жертвоприношениях Богу шелкопряда, а также о священных тутовых рощах и почитании отдельных тутовых деревьев.
Уже в эпоху Сражающихся Царств (475-221 до н.э.) шелк и изделия из шелка повсеместно распространились в Китае практически во всех слоях населения. Мэн-цзы (372—289 до н. э.), «Второй совершенномудрый», предлагал по периметру «колодезных полей» высаживать тутовые деревья, чтобы стар и млад ходили в шелковых одеждах.
Шелк широко применялся в хозяйстве. Помимо использования в качестве ткани для одежды и вышивки, из него изготовляли струны для музыкальных инструментов, тетивы для луков, делали лески рыбной ловли и даже бумагу. Во времена правления династии Хань (206 до н.э. – 220 н.э.) шелк стал своего рода универсальным денежным эквивалентом: крестьяне платили налоги зерном и шелком, чиновникам государство платило также шелком.
Ценность шелка рассчитывалась исходя из его длины и была приравнена к золоту. Шелк стал, фактически, валютой, использовавшейся при расчетах с другими странами. О важной роли шелка в китайской культуре свидетельствует и тот факт, что из 5 тысяч наиболее употребительных иероглифов около 230 имеют ключ «шелк».
Технологии шелководства, вышивки, окрашивания тканей быстро совершенствовались. Это продолжалось вплоть до периода правления династии Тан (618-907).
Старинный ткацкий станок
Объемы и качество шелковой продукции постепенно увеличивались. Яркость красок, богатство и совершенство вышивки поражали. Со II в. до н.э. была налажена внешняя торговля – знаменитый Шелковый Путь. Ключевую роль в этом процессе сыграл Чжан Цянь 张 骞 (?-114 до н.э.), китайский дипломат и путешественник, открывший для Китая и китайской торговли страны Центральной Азии. По караванным путям, часть которых существовала и раньше, на Запад отправились караваны, груженные китайскими товарами.
Впрочем, ряд исторических и археологических фактов свидетельствуют, что в других странах о китайском шелке узнали намного раньше. Так, в одной из египетских деревень недалеко от Фив и в Долине Царей были обнаружены женские мумии, обернутые в шелковые ткани, датируемые XI в. до н.э. Вероятно, это наиболее ранняя находка.
После воцарения династии Тан (618-907) были основаны специальные ткацкие мастерские, первоначально производившие церемониальные головные уборы, а позднее – разноцветные шелковые ткани. Ткани окрашивались растительными красителями: цветами, листьями, корой, корнями растений. Главные ткацкие центры располагались на территории современных провинций Хэнань, Хэбэй, Шаньдун и Сычуань. Танская эпоха – время интенсивной торговли шелком, он обнаружен на территории современного Синьцзяна, Турфана, Таджикистана и даже на Северном Кавказе.
Греки и римляне называли Китай «Страной шелка» – Серика. Среди знати шелк пользовался огромной популярностью. Он стоил чрезвычайно дорого, но, тем не менее, его охотно покупали. Цена могла доходить до 300 динариев – зарплаты римского легионера за целый год! Импорт шелка стал уже угрожать самой экономике Римской империи. В 380 году римский историк Аммиан Марцеллин (ок. 330-после 395) писал, что «использование шелка, которое когда-то было ограничено только знатными, сейчас распространилось на все классы без различия, даже на самые низшие».
Варвары также были пленены этим удивительным материалом. Гот Аларик, захвативший Рим в 409 году, потребовал, среди всего прочего, 4000 шелковых туники.
Однако тайна изготовления шелка долгое время оставалась неразгаданной. Предлагалось множество фантастических объяснений. Так, Вергилий (I в. до н.э.), например, полагал, что шелк изготовлен из начеса с листьев. Греческий историк Дионисий (I в. до н.э.) считал, что шелк сделан из цветов. Высказывалось предположение, что блестящие шелковые нити растут на деревьях, или что его создавали огромные жуки, или он сделан из пуха птиц. Римский историк IV в. Аммиан Марцеллин представил такое объяснение: «Шелковые ткани сделаны из почвы. Китайская почва мягкая, как шерсть. После полива и особой обработки она может быть использована для формирования шелковых нитей».
Китайцы рьяно оберегали секрет изготовления шелка. Любого, кто пытался перевести за границу яйца, личинки, коконы шелкопряда, казнили. Тем не менее, в Корее, а затем и в Японии узнали тайну производства шелка. Считается, что в Корею около II в. до н.э. его привезли сами китайцы, эмигрировавшие туда. На Японских островах шелк появился в III н.э. Затем, в IV веке шелковое производство было налажено в Индии.
Существует несколько легенд, повествующих о том, как технология изготовления шелка стала известна в других странах. Согласна одной из них, китайская принцесса была помолвлена с принцем Хотана. Её жених пожелал, чтобы его невеста привезла с собой семена тутового дерева и личинки шелкопряда. По другой версии, сама принцесса захотела привезти их на свою новую родину. Она спрятала семена и личинки в своей пышной прическе и вывезла их за пределы Китая. Произошло это около 440 года. А оттуда уже секрет производства шелка распространился по всему миру.
Согласно другой полулегенде-полуистории, секрет разгласили два несторианских монаха. Около 550 г. они тайно в своих полых бамбуковых посохах привезли яйца шелкопряда и семена тутовника византийскому императору Юстиниану I (483-565).
Тем самым Византия стала первой страной, входящей в западный мир, где появилось свое шелководство. Церковь и государство создавали свои шелковые мастерские, монополизировав, таким образом, производство и также рьяно охраняющие секрет его изготовления. В VI веке персы также освоили искусство шелкоткачества и создали свои собственные шедевры.
Католические прелаты носили богатые шелковые одеяния и украшали им свои алтари. Постепенно мода на шелк распространилась и среди знати. В VIII-IX веках шелк стали производить в Испании, а спустя четыре столетия шелк успешно производился городами Апеннинского полуострова, несколько городов которой дали свое имя тканям. Считается, что итальянский шелк берет свое начало от 2 тысяч искусных мастериц, вывезенных в XIII веке в Италию из Константинополя.
Сегодня шелк производят во многих странах мира: в Китае, Италии, Индии, Испании, Франции. Но по-прежнему Китай – крупнейший на мировом рынке экспортер шелка-сырца и шелковой продукции.
Технология производства шелка
Веками шелк оставался для большинства стран мира роскошным товаром, за который отдавали последние деньги. Производство шелка — очень долгий и кропотливый процесс, который требует постоянного к себе внимания. В настоящее время ряд процедур автоматизирован.
В течение столетий шелководство развивалось и совершенствовалось, превратившись в точную науку. И даже сейчас технология получения шелка базируется на старых методах.
Шелк получают из коконов шелковой моли. Существует множество разновидностей дикой шелковой моли. Но только одна из них стала прародительницей знаменитой Bombyx mori, слепой, бескрылой моли, из которой получают лучший шелк. Предполагают, что она произошла от Bombyx mandarina mori, дикой шелковой моли, обитающей в белых тутовых деревьях только в Китае. В процессе селекции одомашненная она потеряла свою способность к полету и может только есть, спариваться, производить потомство и вырабатывать шелковые волокна.
Помимо этого, существует в природе еще один вид моли – Antheraea mylitta, также производящий шелковое волокно, но более грубое. Получаемые из него нити называют тусса.
Самка Bombyx mori, вылупившись из кокона, спаривается с самцом. После этого она в течении 4-6 дней откладывает до 500 и более яиц, и вскоре после этого погибает. Для дальнейшего использования отбираются только здоровые яйца. Они сортируются, тестируются на инфекцию. Больные яйца сжигают. Они очень мелкие и легкие – вес сотни едва ли достигает 1 грамма. Они содержатся при температуре около 18 градусов по Цельсию, постепенно увеличивая ее до 25 градусов Цельсия.
Стадии развития личинки шелкопряда
Приблизительно на 7 день вылупляются маленькие червячки, размер которых не превышает 2 мм. Именно эта личиночная стадия моли и называется, собственно, шелкопрядом. Дальше на протяжении приблизительно месяца шелкопряды постоянно едят, увеличивая свой вес и размер. Так, в возрасте 4-5 недель их длина достигает 3 см и более, а вес за это время увеличивается в тысячи раз!
Питаются они исключительно листьями тутового дерева, которые для них собирают и отбирают вручную, а затем размельчают. Кормление происходит регулярно, день и ночь. В это время тысячи кормящихся червяков содержатся в специальных поддонах, которые ставятся один на другой.
В помещении, где содержатся червяки, поддерживается постоянный температурный режим и влажность. Они должны быть защищены от любых колебаний внешней среды, как: громких звуков, сквозняков, сильных запахов продуктов и даже пота. От тысяч челюстей, перемалывающих листья тутовника, стоит постоянный гул, напоминающий звук сильного дождя, барабанящий по крыше. За это время червяки несколько раз линяют, постепенно меняя свой цвет с серого на бледно-розовый.
Бамбуковые подносы с шелкопрядом
Наконец приходит время свивать кокон. Шелкопряд начинает волноваться, трясти головой вперед-назад. Гусениц помещают в отдельные отсеки. С помощью двух специальных желез – фильер, червяки начинают производить студенистую субстанцию, которая затвердевает при контакте с воздухом. Вещество, которое вырабатывают шелкопряды, включает в себя два основных компонента. Первый – фиброин, нерастворимое протеиновое волокно, составляющее 75-90% выработки. Второй – серицин, клейкое вещество, предназначенное для скрепление волокон кокона. Помимо них присутствуют также жиры, соли, воск.
За три-четыре дня шелкопряды свивают вокруг себя кокон, помещая себя внутри его. Они становятся похожи на белые пушистые вытянутые клубки. В это время коконы сортируют по цвету, размеру, форме и др.
Здесь крепятся коконы шелкопряда
Затем проходит еще 8-9 дней, и коконы готовы к раскручиванию. Если упустить время, то куколка превратится в моль и прорвет кокон, повредив целостность нити. Поэтому куколку сначала надо умертвить. Для этого ее подвергают тепловому воздействию, после чего кокон опускают в горячую воду, чтобы растворить клейкое вещество серицин, скрепляющее нити. В этот момент удаляется только незначительная его часть, около 1%, но этого достаточно для того, чтобы можно было размотать нить.
После этого находят конец нити, проводят ее через фарфоровый глазок и осторожно начинают раскручивать, наматывая на шпульку. Каждый кокон производит нить длиной, в среднем, от 600 до 900 м, а отдельные особи – до 1000 и более метров!
Затем вместе скручивают 5-8 нитей, чтобы получить из них одну нить. Когда какая-то из нитей заканчивается, к ней скручивается новая, и таким образом формируется очень длинная нить. Серицин способствует прилипанию одной нити к другой. Полученный продукт – шелк-сырец, — сматывается в мотки пряжи. В настоящее время этот процесс автоматизирован.
Машина для разматывания коконов
Мотки пряжи шелка-сырца сортируют по цвету, размеру и другим характеристикам. Затем шелковые нити снова крутят для достижения ими однородной структуры и плотности. На этой стадии можно скручивать и разные пряжи, чтобы получить затем разные текстуры ткани. Далее нити пропускают через специальные ролики. После этого пряжа поступает на ткацкую фабрику.
Здесь пряжу снова замачивают в теплой мыльной воде, происходит рафинирование, и вес пряжи уменьшается до 25%. После этого пряжа имеет сливочно-белый цвет и далее может быть окрашена и подвергнута дополнительным процессам обработки. Только после этого можно приступать к изготовлению ткани.
Шелковые волокна, которые не пошли на прядение нитей — от разрушенных коконов, порванные концы и др., можно также скручивать в нити, наподобие тех, что получают из хлопка или льна. Качество этого шелка ниже, он имеет тенденцию к слабости и нечеткости. Его можно пустить, например, на изготовление шелкового одеяла.
Интересная статистика: на шелк для мужского галстука требуется, в среднем, 111 коконов, а на шелк для пошива женской блузки — 630!
Несмотря на то, что сейчас появилось множество искусственных волокон – полиэстер, нейлон и др., ни одно из них не может сравниться по качеству с настоящим шелком. Шелковые ткани согревают в прохладную погоду и холодят в жару, они приятны на ощупь и приятны глазу. Кроме того, шелковая нить более прочная, чем стальная нить равного диаметра!
История шелка.
Шелк, как и многие другие изысканные и красивые вещи, такие как фарфор, палочки для еды и вилки, визитные карточки, «волшебное зеркало», тушь, цветное ткачество, чайная церемония, появился в Китае примерно 5 тысячелетии назад. Есть легенда, в которой говорится, что идея использования нити тутового шелкопряда для создания великолепных тканей пришла в голову императрице Хсай Линг Ши, жене Желтого императора Хуэнга Ти. Рассказывают, что она, сидя в тени тутового дерева, увидела упавший кокон шелкопряда. Женщина подняла кокон, намотала на палец тонкую нить, и тут она поняла, что эта нить может стать основой для новой прекрасной ткани.
Говорят, что именно тогда и зародилось это искусство — изготовление шелка.
Интересно, что из шелковых нитей китайцы изготавливали не только ткани, но и струны для музыкальных инструментов, и шелковую бумагу, и использовали их в рыболовстве.
Самый древний кокон шелкопряда найден в северной провинции Шаньси (ок. 2200-1700 гг. до н.э.).
Хотя китайцы ревностно оберегали секреты изготовления шелка, продавали его они очень активно и очень дорого, приравнивая цену к золоту. Поначалу эту ткань могли себе позволить только правители, да и то не всех государств. Благодаря этой торговле сложился Великий Шелковый путь, по которому из Китая шли караваны с шелком, фарфором, косметикой, чаем и рисом, а назад они возвращались с золотом, серебром, шерстью, полудрагоценными камнями, конями, коврами, хлопчатобумажными тканями.
Есть у шелка еще одно неоспоримое преимущество – гигиеничность. В одеждах из него не заводились насекомые, которые терроризировали богатых людей, не привыкших тратить слишком много времени на личную гигиену.
Интересно, что многие пытались понять, из чего и как производится эта ткань. Догадки были самые разнообразные. Предполагали, что шелк делают из цветов, из листьев, из пуха птиц. А некоторые уверяли, что в Китае такие нити растут на деревьях.
Как бы рьяно не охранялись секреты производства шелка, рано или поздно они все равно бы открылись. Существует несколько версий появления шелковых производств в других странах.
В Индии появление шелка связывают с ухищрениями царя, который посватался к одной китайской принцессе и потребовал личинки бабочки-шелкопряда и семена тутового дерева в качестве приданного для молодой супруги. Юная принцесса была очарована женихом и рискнула вывезти драгоценный дар в недрах своей замысловатой прически. Чего не сделаешь ради любви?
В 6 веке два монаха в своих посохах, в которых специально были сделаны отверстия, привезли византийскому императору Юстиниану I яйца шелкопряда и семена тутового дерева. Так секреты изготовления шелка попали в Византию.
В седьмом веке, в результате войн, искусство производства шелка распространилось в Африку, Сицилию, Испанию. В десятом веке Андалузия стала крупным центром производства шелка. После IV крестового похода (1203–1204 гг. ) яйца шелкопряда попали из Константинополя в Венецию. С тех пор шелковое производство успешно развивается в Италии, а к 17 веку — и во Франции.
В пиз*е вывезла, в те времена там можно было соорудить замысловатую прическу а ля 80е
Как появилась Сучжоуская вышивка шёлком, и что это такое
Около 7 тысяч лет тому назад люди научились обрабатывать коконы тутового шелкопряда и получать крепкую и тонкую нить. Так был придуман шёлк. Это случилось на северо-востоке Китая. В то давнее время на этих землях уже существовала государственность: территория была разделена на царства, которые позже объединились в Империю.
Шёлковая ткань, как нам известно, обладает многими преимуществами: это прочный, лёгкий и очень красивый материал — дело в том, что шёлковая нить в сечении не круглая, а многогранная, поэтому при изменении освещенности ткань играет и переливается оттенками красок.
Одежда из натурального шёлка всегда стоила недёшево, а в древние века она приравнивалась к золоту: за шёлковую ткань платили золотом, эквивалентно её весу. Позволить себе наряды из этого материала мог только император, его ближайшее окружение, и самые богатые представители китайской знати. Вывозить ткань, и даже сами коконы шелкопряда из империи каралось смертной казнью, по этой причине шёлк начал распространяться по миру только начиная с III века нашей эры. Этому способствовала караванная дорога, которая связывала континентальный Китай со странами Средиземноморья. Маршрут получил говорящее название — «Великий шёлковый путь».
В самом начале этого торгового пути, в китайской провинции недалеко от города Сучжоу 2 тысячи лет назад придумали шёлковые картины: мастера как-бы наносили рисунок на шёлковую ткань, вышивая разноцветными шёлковыми нитями различные сюжеты. Это искусство передавалось из поколения в поколение, и сегодня знаменитая Сучжоуская ручная вышивка известна по всему миру.
Что же это такое? Давайте познакомимся с одним произведением подробнее.
Вот современная работа мастера Сучжоуской вышивки — натюрморт «Хурма на столе». На первый взгляд ничего необычного:
На расстоянии 10-15 см уже становится ясно, что это не рисунок. Видны шелковые нити разных цветов, которые составляют основу картины, появляются мысли о том, сколько же труда и времени создатель картины вложил в свое произведение.
Если приблизиться еще ближе (главное — не коснуться картины кончиком носа, чтобы не повредить), уважение к мастеру, создавшему эту картину, усиливается.
Для справки: на создание одной картины вышивальщик тратит от нескольких недель до нескольких месяцев. Используются шелковые нити сотен различных оттенков.
Шелковая фактория
Естественно в Китае. Подлинное китайское качество.
потом они становятся менее некрасивыми
что она там творит, не догадываюсь. возможно растягивает коконы.
дальше становится понятнее и красивее
и конечно финальный продукт
Шелкопряды съели графен и сделали шёлковую нить, которая проводит электричество
Ничего не подозревающие шелкопряды поедают листья шелковицы, опрыснутые двухпроцентной взвесью графена
Тутовый шелкопряд — относительно крупная одомашненная бабочка, которую китайцы как минимум 5000 лет используют для производства шёлка (вероятно, после нескольких столетий или тысячелетий селекции). Долгое время Китай был мировым монополистом, поставляя красивую ткань в Европу по торговому пути, который назвали Шёлковым путём. Потом византийцы выкрали яйца шелкопряда, а затем и европейцы добыли их благодаря крестовым походам.
Впрочем, здесь не о хитрых китайцах с их тысячелетними бизнес-планами, а об уникальном материале, которым является шёлк сам по себе. Это натуральный белок, один из самых прочных в природе. Волокно состоит на 75% из фиброина и на 25% из серицина. Под микроскопом заметны две параллельно идущие нити фиброина с комкообразными налётами серицина. Кроме них, в шёлке присутствуют воски и жиры, а также минеральные вещества. Ширина шёлковой нити 32 мкм, длина может достигать 1,5 километров. Разрывное напряжение около 40 кгс/мм2.
Шёлк — выдающийся материал, и учёные предпринимали неоднократные попытки улучшить шёлковое волокно с помощью различных функциональных компонентов, таких как краски, флуоресцентные протеины, антимикробные средства, наночастицы металлов/полупроводников, а также электропроводящие полимеры.
Для модификации шёлкового волокна применяется две основные стратегии: модификация готовой нити и обогащение материала в процессе его производства (пищеварения) внутри шелкопряда. Первый из этих техпроцессов довольно сложный, многоэтапный и требует применения ядовитых реагентов. Для сравнения, недавно изобретённый способ обогащения шёлка внутри шелкопряда — вполне экологически чистый и относительно простой процесс. Нужно только посадить шелкопрядов на диету.
Учёные с химического факультета и центра нано- и микромеханики Университета Цинхуа (Пекин) предложили новый способ обогащения шёлкового волокна с помощью углеродных нанотрубок и графена.
Углеродные нанотрубки и графен обладают великолепными механическими характеристиками и широко используются в производстве высокопрочных материалов. Было несколько попыток добавить углеродные нанотрубки в шёлк путём модификации готовой нити или добавления в рацион шёлкопрядов. Похожие опыты проводились с пауками. В прошлом эксперименте шелкопрядам скармливали многостенные нанотрубки диаметром около 30 нм. Сейчас китайские учёные логично предположили, что для пищеварительной системы шелкопрядов и внедрения в структуру фиброина гораздо более приемлемыми окажутся не многостенчатые, а одностенчатые нанотрубки диаметром около 1-2 нм. Забегая вперёд, они не ошиблись.
Кроме одностенчатых нанотрубок, учёные решили скормить шелкопрядам ещё и графен, тоже потенциальный упрочнитель. Чтобы скормить материалы животным, учёные применили простой метод: они распылили взвесь с одностенчатыми нанотрубками и графеном на листья шелковицы, которыми питаются шелкопряды — а потом собрали продукт из кокона.
Опыт завершился успехом. Диета шелкопрядов с добавками одностенчатых нанотрубок и графена привела к получению шёлковой нити с улучшенными свойствами. Нить получена естественным натуральным путём из кокона, как и обычная шёлковая нить.
Учёные изучили спектры комбинационного рассеяния шёлкового волокна и экскрементов шелкопрядов — и подтвердили в обоих случаях внедрение углеродных нанотрубок в шёлковое волокно. Они также проверили, насколько изменились свойства волокна после внедрения углеродных нанотрубок.
На иллюстрациях показана схема эксперимента, фотографии коконов, полученных после кормления шелкопрядов листьями шелковицы с нанесённой взвесью нанотрубок концентрацией по массе 0,2% и 1,0% и взвесью графена с концентрацией 0,2% и 2,0%. Показаны фотографии со сканирующего электронного микроскопа для каждого образца шёлковой нити и диаграмма с характеристиками растяжимости нити
Другие механические характеристики улучшенных шёлковых волокон показаны в таблице: разрывное напряжение, максимальное растяжение до разрыва и модуль упругости.
Как понятно из таблицы, предстоит провести ещё ряд экспериментов, чтобы найти оптимальную концентрацию углеродных нанотрубок и графена в диете шелкопрядов, чтобы у них получались нити большей прочности. Мы видим, что диета с более слабой концентрацией SWNT1-S и GR1-S привела к производству волокна с гораздо лучшими свойствами, чем диета с более высокой концентрацией SWNT2-S и GR2-S.
Неудивительно, что после добавления графена и углеродных нанотрубок шёлковая нить стала проводником электричества. У лучшего образца шёлка с частицами графена электрическая проводимость составила довольно высокие 120 сименс на сантиметр. Такой шёлк можно использовать в электронике. Удобно запитывать носимые гаджеты, вшитые прямо в шёлковую одежду. Собственно, и светящуюся ткань сделать достаточно просто.
На фотографиях с просвечивающего электронного микроскопа хорошо видно, что шёлковые волокна с глеродными нанотрубками (посередине) и графеном (внизу) гораздо лучше структурированы, чем обычный шёлк (вверху).
Интересный материал, скоптпастил с гиктаймс!
Привет от шелкопрядика :3
(Мистер Баян ругался на это милое создание)