[發明專利]一種利用濕膜涂覆法制備蠶絲蛋白薄膜的方法

有效

• 申請號: 202011181162.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112266490B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 劉海濤;張磊
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L89/00;C08K5/09;C08K3/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

本發明公開了一種利用濕膜涂覆法制備蠶絲蛋白薄膜的方法，包括以下步驟：（1）在基底上刮涂再生絲素蛋白濕膜，經干燥得到再生絲素蛋白膜；（2）將再生絲素蛋白膜置于水中以使再生絲素蛋白膜在干燥后能夠從基底上剝離；（3）將再生絲素蛋白膜干燥并從基底上剝離。本發明首次實現了通過濕膜涂覆方法制備具有優良自支撐性的蠶絲蛋白薄膜，且薄膜具有超薄、柔性、透明、透氣、生物相容性優異等特點，適于應用在表皮電子等柔性電子產品、生物醫學等領域。此外，本發明方法不僅適合工業化批量生產蠶絲蛋白薄膜，而且可與現有的卷對卷、納米壓印等薄膜加工工藝匹配，易于制備圖案化功能薄膜。

技術領域

本發明涉及一種自支撐的蠶絲蛋白薄膜的制備方法，屬于高分子材料領域。

背景技術

柔性電子學在過去十年取得飛速發展，但大多數研究成果尚未轉化為產品，一個明顯的事實是，工業界中柔性電子產品的發展滯后于學術界的繁榮。采用新的功能材料和制造技術是實現柔性電子產品化的先決條件，針對工業化轉化的研究將決定柔性電子技術的商業成功。目前，面向柔性電子應用的材料種類繁多，基底材料是柔性電子器件的支撐組件，是決定柔性電子產品可用性、舒適性和可制造性的基礎。因此，存在這樣一種需求，即需要一種輕薄、柔性、透明、透氣、生物相容性優異的基底材料，進一步的需求是，一種低成本的薄膜制備方法，作為基底材料大規模工業化生產的基礎。

蠶絲蛋白是由蠶繭脫膠提取得到的纖維蛋白質，又名絲素蛋白。絲素纖維是一種嵌段共聚物，富含疏水的β-折疊結構，自組裝形成具有高機械強度和韌性的堅固材料。蠶絲蛋白含有18種氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸約占總組成80%以上，與人體皮膚角質蛋白中的氨基酸相近，由蠶絲蛋白組成的材料具有優異的生物相容性，廣泛應用于皮膚敷料、防粘連膜、硬腦膜、神經鞘管、眼角膜、藥物緩釋、化妝品等領域。此外，蠶絲蛋白薄膜有優異的介電性能、力學強度和可降解性，適合用于柔性電子的基底材料。

目前，蠶絲蛋白薄膜的制備方法包括澆筑法（CN105885070B、CN103341214B）、抽濾法（Nano Lett. 2016, 16, 3795-3800）等，尚未有通過濕膜涂覆方法制備自支撐蠶絲蛋白薄膜的文獻報道。澆筑法制備的薄膜厚度大且難以有效控制，絲蛋白水溶液澆筑獲得的薄膜表現為脆性，力學性能不理想。而且，澆筑法與抽濾法制備薄膜均不適用于大規模生產，這些特征影響了蠶絲蛋白薄膜面向柔性電子產品的應用前景。

此外，需要指出的是，目前的濕膜涂覆法僅用于制作濕膜，并不涉及薄膜的剝離問題，因此，如何從基底上剝離而獲得自支撐的蠶絲蛋白薄膜是一個空白。抽濾法雖可制備厚度在9μm以下的超薄蠶絲蛋白薄膜，但將蠶絲蛋白薄膜分離的工藝復雜。若要使用濕膜涂覆法制備自支撐的蠶絲蛋白薄膜，則由于基底的差異性，使得濕膜涂覆法不能采用與抽濾法相同的薄膜分離法。事實上，不僅蠶絲蛋白薄膜的制備如此，在制備厚度在9μm以下的其它類型的超薄薄膜時，如何將薄膜分離而使得到的薄膜具有良好的自撐性一直是薄膜制備領域的一個技術難點，目前已知的將其它類型的薄膜從基底上分離的方法（例如犧牲層輔助刻蝕法）均較為復雜。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用濕膜涂覆法制備蠶絲蛋白薄膜的方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：本發明利用濕膜涂覆法制備蠶絲蛋白薄膜的方法包括以下步驟：

（1）在基底上刮涂再生絲素蛋白濕膜，經干燥得到再生絲素蛋白膜；

（2）將再生絲素蛋白膜置于水中以使再生絲素蛋白膜在干燥后能夠從基底上剝離；

（3）將再生絲素蛋白膜干燥并從基底上剝離。

進一步地，本發明所述再生絲素蛋白濕膜含有蠶絲蛋白和甲酸。

進一步地，本發明所述再生絲素蛋白濕膜還含有無機鹽。

進一步地，本發明所述無機鹽為鋰或鈣的無機鹽。

進一步地，本發明所述基底的材料為PET或PI。