基于蛛絲蛋白的生物蛋白纖維具備輕質且機械堅固的性能，從而引起了廣泛關注。目前，力學性能提升主要取決于重組蛋白的折疊結構和超高分子量，這使得構建和表達目標力學蛋白的純度和產(chǎn)量的難度增加。因此，開發(fā)用于制造堅固輕質高性能生物纖維的替代策略尤為重要。

     研究人員受貽貝類蛋白的多重作用力啟發(fā)，借助合成生物學技術，并充分發(fā)揮稀土在制備高技術材料領域的獨特優(yōu)勢， 通過引入稀土離子進行力學功能蛋白的體外翻譯后修飾，強化了稀土金屬離子和氨基酸側鏈鄰苯二酚之間的絡合作用，成功制備出具有高模量和高度可塑性的稀土蛋白生物纖維。此項工作為工程化制備輕質高強高模生物纖維提供了新的策略。

生物法制備輕質高強高模稀土蛋白生物纖維及纖維高度可塑性  

     研究人員通過蛋白質工程、生物合成等手段表達出一系列帶有正電荷的力學功能蛋白。然后通過靜電作用引入多巴胺側鏈基團，設計并制備了一種輕質、可強拉伸（~400%）、且具有高機械強度的生物蛋白纖維。與傳統(tǒng)生物纖維調控力學性能不同，該工作通過多引入多種超分子相互作用（包括靜電相互作用、金屬配位螯合、氫鍵和陽離子-π相互作用），所制備的蛋白纖維的機械性能得到**地調控。特別是使用稀土Tb 3+ 離子進行體外翻譯后修飾，蛋白纖維中的楊氏模量（~10 GPa）可與天然蜘蛛絲相當。另一方面，該類稀土生物蛋白纖維表現(xiàn)出優(yōu)越的可拉伸性，高度可塑性以及強熒光性能。該類稀土生物材料兼具輕質高剛度和強度、生物安全性和光致發(fā)光的優(yōu)勢，為探索及發(fā)展新一代可穿戴高技術材料提供了新的研究思路。

wyf  03.19