天然蛋白质纤维，如胶原纤维、蚕丝等，具有支撑、稳定和保护细胞、组织和生物体的作用，在生命周期的不同阶段发挥着至关重要的作用。天然丝纤维的形成机理有胶束模型和液晶模型两种。在胶束模型中，蚕丝蛋白分子先形成胶束，失水后自组装成大球状，然后纺成蚕丝纤维。而经典的液晶模型是基于小球状液晶液滴的存在，通过聚结生长，再纺成丝纤维。人工再现天然蛋白纤维的等级结构，对于开发先进纤维材料具有重要意义。然而，在体外再现天然丝纤维的等级结构仍极具挑战性。

近日，澳大利亚迪肯大学利用极低浓度的结晶丝素（SF）溶液，通过仿生自组装，成功地开发了超薄超细的等级结构丝素纤维。与喷丝板纺丝系统不同，圆形旋转诱导纺丝，是一种聚结的SF液滴生长形成支状纤维网络的过程。通过调节自组装的过程参数，可以在微米甚至纳米尺度上产生分支的等级结构超纤维。与天然丝素纤维相比，组装后的丝素纤维具有柔软生物材料的力学特性和较高的生物活性，能显著促进人脐静脉内皮细胞的扩散和生长，有望在生物医学领域获得广泛的应用。该工作以“Bioactive hierarchical silk fibers created by bioinspired self-assembly”为题发表于Nature Communications上。

蚕丝蛋白分子的结晶液滴自组装成为等级结构超纤维的示意图

结晶丝素液滴形貌以及小球的形态、大小和结构

在圆形旋转组装系统中，自组装的等级结构丝素纤维的形态、结构、尺寸和组装机理

自组装丝素纤维的力学特性

自组装等级结构丝素纤维的生物活性

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22673-4