昆虫节肢弹性蛋白及其模拟物的力学性质和弹性机理研究

节肢弹性蛋白是昆虫体内重要的功能蛋白，具有优异的力学性能，其回弹效率高达97％。研究表明，节肢弹性蛋白与硫化橡胶相似，也含有化学交联结构。但节肢弹性蛋白水含量较高，并且水是有效组分。由此推测，节肢弹性蛋白与橡胶可能有不同的弹性机理。另外，人工合成的节肢弹性蛋白的交联结构是由Ru(II)催化形成的，而天然蛋白是由酶催化形成的。显然，这会导致两者结构和性能的差异。这些具有重要科学意义的相关研究目前未见报导。.本课题将利用申请人在攻读博士期间和洪堡学者期间掌握的基于原子力显微镜的单分子力谱技术和分子生物学技术，开展节肢弹性蛋白的基础研究。通过对天然样品及其模拟物的微观及宏观力学行为的深入研究，研究它们之间的差异及其原因，考察实验环境对样品性质的影响，揭示其微观结构与力学性能之间的联系，提出蛋白的弹性机理，解开节肢弹性蛋白高性能之谜，为将来新型仿生弹性体的设计制备提供理论参考。