蠶絲

蠶絲 (Silk)
臺北市立第一女子高級中學三年級林欣怡/臺北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

蠶絲的來源

蠶絲是一種蛋白質纖維，由熟蠶結繭時分泌的絹絲液凝固而成，是天然高分子材料之一。蠶所吃的桑葉，是用來做成絲的原料，平均1000隻蠶，從出生到吐絲需要吃20公斤的桑葉，但所吐出來的絲卻只有半公斤左右。

蠶的身體裡面盤繞了兩條腺體，這兩條絹絲腺在蠶的鼻口部分匯集成一條吐絲管。蠶的幼蟲經脫皮四次後會開始造繭，一隻蠶約需花費六十個小時，才能吐出長達1.6公里的絲。蠶吐絲的孔叫絲嘴，初步吐出來的絲呈現液態，一接觸空氣後會立刻硬化成為絲纖維。只要把蠶繭放入沸水中煮再抽絲，便可以得到生絲，然後再經織紡、染色、印花，就是一匹匹細緻柔美的絲綢了。

蠶絲的組成

蠶絲的主要成分是絲素（75~80 %）和絲膠（20~25 %），次要成分有繭絲蠟、碳水化合物、色素和各種無機物等，他們大部分分布在絲膠層中。在顯微鏡下觀察，蠶絲是由兩根纖維並排組成，每條纖維的中心是絲素，而絲素周圍包裹著一層絲膠，兩種物質都屬於蛋白質。絲素是纖維狀蛋白質，絲膠則是球狀蛋白質。在絲素和絲膠中，各種α蛋白質含量很不同，也因蠶的品種、性別、生長季節及地區因素不同而稍有變化。絲素在熱水終只溶脹不溶解，而絲膠由於親水基多，大多是非晶態的，可以在熱水中溶解。這種性能使蠶繭經水煮後可得生絲。

蠶絲的光澤度

光線射到平滑表面，產生鏡面反射；光線射到凹凸表面，則產生漫反射。這樣的光學特性，使得光線照到不同截面形狀的纖維時，會產生不同的光澤。像是圓形纖維，因為半徑都相同，從各角度射入所產生的光澤十分一致；而光線在異形纖維表面上的反射強度卻隨入射光而改變。

蠶絲的截面呈現三角形，這也是它之所以具有柔和的光澤和滑順的手感的原因。三角形截面的纖維就像三角形的分光稜鏡，三稜鏡能分成七色光，看到各種顏色，每根三角形截面的纖維再集結成束，相當於將許多三稜鏡分成的色光再集合在一起。這種分光、反射的作用會造成視覺上一種特殊的光澤。

蠶絲的絲鳴

精緻的蠶絲或絲織物相互摩擦時，會發出一種清晰的沙沙聲響，我們稱為絲鳴。目前的研究認為〝絲鳴〞是織物與織物或織物與纖維摩擦而產生，摩擦條件不同，發出的聲音也不一樣，要提高〝絲鳴〞感，需增加靜摩擦係數，減小動摩擦係數，使兩者的差值增大。

蠶絲的導熱與耐熱性

蠶絲為熱的不良導體，可防止身體之熱向外發散，故為冬季之理想衣物。另外蠶絲蛋白的變熱性小，比較耐熱，在加熱到100 ℃時，只有5~8 ％左右會脆化，而大多數合成纖維的變熱性是蠶絲的4~5倍比率。而且蠶絲的比熱在天然纖維中最高，約為1.38左右。

蠶絲的化學性質

蠶絲在弱酸中較穩定，在強酸中會發生水解，對鹼的抵抗力則更弱。蠶絲對氧化劑很敏感，在漂白生絲或絲織物時不能用和氯的氧化劑，相反的，還原劑對絲還能起保護作用。絲素吸收波長275 nm附近的紫外線後會變黃，強度減小

蠶絲的應用

蠶絲纖維柔軟而容易彎曲，韌性強、彈性好，表面光滑，色澤美麗，能織成最高貴的衣料，有「織品之后」的美稱。除了用來作為衣料等絲織品以外，由於蠶絲獨特強韌的物理特性，它還具有許多特殊用途。飛行員穿的衣服、降落傘的傘布、砲彈中的藥包、外科手術縫線，甚至市面上許多化妝品、保濕面膜，都含有蠶絲的成分。最近大陸科學家甚至還研發出蠶絲的新用途，他們抽取蠶絲蛋白，做成治療外傷的人工皮膚，成本低廉，效果良好。

蛋白質的拉絲及流動

蠶絲的主要成分中，絲素是纖維狀蛋白質，絲膠則是球狀蛋白質。當緩慢拉伸絲液時，圓球分子只是滑動而沒有任何變化，所以整個液體只是流動。但是快速拉動時，各個分子還來不及滑動就被拉開了，拉開的分子有新的排列，整體上產生很強的鍵結。蠶就是靠這種拉絲的方式，使絲液成為結實的蠶絲。蠶的嘴是由“角質蛋白”形成的，嘴巴上有一個“調節口”，當絲液經過它時，可對流量進行適當的調節。

蠶在結繭時，會不斷的搖頭晃腦。事實上，它是先將蠶絲的頭黏在某固定物上，再用搖頭的方式來「拉」出蠶絲，靠著上面的絲膠來黏著在物體上，慢慢製造出蠶繭。與其說蠶「吐」絲，其實是「拉」絲才對。

在現代化學纖維工業中，人們正在模仿蠶所做的工作，用“拉伸”的辦法製造尼龍和耐綸等合成纖維。生活上很多液體也可以拉絲，像是蛋清、蝸牛的黏液、口水、痰、拔絲芋頭等，這些液體用力攪動後都能表現回縮的彈性，向上挑的速度合適也能拉出絲來。我們在打蛋時，可能會發現用筷子去挑蛋清，若是挑的太快，絲液很容易斷掉，甚至回彈。這些液體和蠶絲一樣具有黏性和彈性的雙重性質。也就是說，拉絲流動必須先具有流動性，再加上彈性的輔助作用，然後才可以拉成絲。

參考資料
1. 中國大百科全書－化學１
2. 中華兒童百科全書
3. http://big5.cast.org.cn/gate/big5/app.c … 83895.html
4. http://www.dfmg.com.tw/member/pass/new1-2-1.asp
5. http://www.tvbs.com.tw/news/news_list.a … 0226112913
6. http://big5.cast.org.cn/gate/big5/app.c … 83895.html