Correlation between processing conditions, microstructure and mechanical behavior in regenerated silkworm silk fibers

Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics

Volumn 50, Issue 7, 2012, Pages 455-465

  Plaza, Gustavo R ^a   Corsini, Paola ^b   Marsano, Enrico ^b   Pérez Rigueiro, José ^a   Elices, Manuel ^a   Riekel, Christian ^c   Vendrely, Charlotte ^c   Guinea, Gustavo V ^a  

^a UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID   (Spain)

^b UNIVERSITY OF GENOA   (Italy)

^c EUROPEAN SYNCHROTRON RADIATION FACILITY   (France)

Author keywords

biofibers; biomimetic; silk

Indexed keywords

AMORPHOUS REGIONS; BIOFIBERS; HIGH-PERFORMANCE FIBERS; MECHANICAL BEHAVIOR; POST-SPINNING DRAWING; PROCESSING CONDITION; SEMICRYSTALLINES; SILKWORM SILK FIBERS; SPIDER SILKS; SPINNING CONDITIONS; TENSILE BEHAVIORS; WET-SPINNING;

ANIMALS; BIOMIMETICS; FIBERS; MECHANICAL ENGINEERING; MICROSTRUCTURE; SILK;

SPINNING (FIBERS);

ANIMALS; FIBERS; MECHANICAL ENGINEERING; MICROSTRUCTURE; SILK; SPINNING;

EID: 84857603057     PISSN: 08876266     EISSN: 10990488     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/polb.23025     Document Type: Article

References (68)

1. Schmitt, O. H., In Some Interesting and Useful Biomimetic Transforms; Proceedings of Third International Biophysics Congress; Massachusetts 1969, p 297.
2. Xu, M.; Lewis, R. V., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990, 18, 7120-7124.
3. Xia, Q. Y.; Zhou, Z. Y.; Lu, C.; Cheng, D. J.; Dai, F. Y.; Li, B.; Zhao, P.; Zha, X. F.; Cheng, T. C.; Chai, C. L.; Pan, G. Q.; Xu, J. S.; Liu, C.; Lin, Y.; Qian, J. F.; Hou, Y.; Wu, Z. L.; Li, G. R.; Pan, M. H.; Li, C. F.; Shen, Y. H.; Lan, X. Q.; Yuan, L. W.; Li, T.; Xu, H. F.; Yang, G. W.; Wan, Y. J.; Zhu, Y.; Yu, M. D.; Shen, W. D.; Wu, D. Y.; Xiang, Z. H.; Yu, J.; Wang, J.; Li, R. Q.; Shi, J. P.; Li, H.; Li, G. Y.; Su, J. N.; Wang, X. L.; Li, G. Q.; Zhang, Z. J.; Wu, Q. F.; Li, J.; Zhang, Q. P.; Wei, N.; Xu, J. Z.; Sun, H. B.; Dong, L.; Liu, D. Y.; Zhao, S. L.; Zhao, X. L.; Meng, Q. S.; Lan, F. D.; Huang, X. G.; Li, Y. Z.; Fang, L.; Li, C. F.; Li, D. W.; Sun, Y. Q.; Zhang, Z. P.; Yang, Z.; Huang, Y. Q.; Xi, Y.; Qi, Q. H.; He, D. D.; Huang, H. Y.; Zhang, X. W.; Wang, Z. Q.; Li, W. J.; Cao, Y. Z.; Yu, Y. P.; Yu, H.; Li, J. H.; Ye, J. H.; Chen, H.; Zhou, Y.; Liu, B.; Wang, J.; Ye, J.; Ji, H.; Li, S. T.; Ni, P. X.; Zhang, J. G.; Zhang, Y.; Zheng, H. K.; Mao, B. Y.; Wang, W.; Ye, C.; Li, S. G.; Wang, J.; Wong, G. K. S.; Yang, H. M., Science 2004, 5703, 1937-1940.
4. Ayoub, N. A.; Garb, J. E.; Tinghitella, R. M.; Collin, M. A.; Hayashi, C. Y., PLoS ONE 2007, 6, e514.
5. Lucas, F.; Shaw, J. T. B.; Smith, S. G. J., Textile Inst. 1955, 46, 440-452.
6. Gatesy, J.; Hayashi, C.; Motriuk, D.; Woods, J.; Lewis, R., Science 2001, 291, 2603-2605.
7. Kerkam, K.; Viney, C.; Kaplan, D.; Lombardi, S., Nature 1991, 349, 596-598.
8. Vollrath, F.; Knight, D. P., Nature 2001, 410, 541-548.
9. Jin, H. J.; Kaplan, D. L., Nature 2003, 424, 1057-1061.
10. Chen, X.; Shao, Z. Z.; Vollrath, F., Soft Matter 2006, 6, 448-451.
11. Heim, M.; Keerl, D.; Scheibel, T., Angew. Chem. Int. Ed Engl. 2009, 20, 3584-3596.
12. Askarieh, G.; Hedhammar, M.; Nordling, K.; Saenz, A.; Casals, C.; Rising, A.; Johansson, J.; Knight, S. D., Nature 2010, 465, 236-239.
13. Hagn, F.; Eisoldt, L.; Hardy, J. G.; Vendrely, C.; Coles, M.; Scheibel, T.; Kessler, H., Nature 2010, 465, 239-242.
14. Lazaris, A.; Arcidiacono, S.; Huang, Y.; Zhou, J. F.; Duguay, F.; Chretien, N.; Welsh, E. A.; Soares, J. W.; Karatzas, C. N., Science 2002, 295, 472-476.
15. Hardy, J. G.; Romer, L. M.; Scheibel, T. R., Polymer 2008, 20, 4309-4327.
16. Huemmerich, D.; Scheibel, T.; Vollrath, F.; Cohen, S.; Gat, U.; Ittah, S., Current Biology 2004, 22, 2070-2074.
17. Rammensee, S.; Slotta, U.; Scheibel, T.; Bausch, A. R., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 18, 6590-6595.
18. Chawla, K. K., Fibrous Materials; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1998.
19. Yazawa, S., J. Chem. Soc. Jpn 1960, 63, 1428-1430.
20. Ishizaka, H.; Watanabe, Y.; Ishida, K.; Fukumoto, O., J. Ser. Sci. Japan 1989, 58, 87-95.
21. Matsumoto, K.; Uejima, H.; Iwasaki, T.; Sano, Y.; Sumino, H., J Appl Polym Sci 1996, 4, 503-511.
22. Xie, F.; Zhang, H. H.; Shao, H. L.; Hu, X. C., Int. J. Biol. Macromol. 2006, 3-5, 284-288.
23. Liivak, O.; Blye, A.; Shah, N.; Jelinski, L. W., Macromolecules 1998, 9, 2947-2951.
24. Trabbic, K. A.; Yager, P., Macromolecules 1998, 2, 462-471.
25. Yao, J. M.; Masuda, H.; Zhao, C. H.; Asakura, T., Macromolecules 2002, 1, 6-9.
26. Ha, S. W.; Tonelli, A. E.; Hudson, S. M., Biomacromolecules 2005, 3, 1722-1731.
27. Um, I. C.; Ki, C. S.; Kweon, H. Y.; Lee, K. G.; Ihm, D. W.; Park, Y. H., Int. J. Biol. Macromol. 2004, 1-2, 107-119.
28. Phillips, D.; Drummy, L.; Conrady, D.; Fox, D.; Naik, R.; Stone, M.; Trulove, P.; De Long, H.; Mantz, R., J. Am. Chem. Soc. 2004, 44, 14350-14351.
29. Phillips, D.; Drummy, L.; Naik, R.; De Long, H.; Fox, D.; Trulove, P.; Mantz, R., J. Mater. Chem. 2005, 39, 4206-4208.
30. Marsano, E.; Corsini, P.; Arosio, C.; Boschi, A.; Mormino, M.; Freddi, G., Int. J. Biol. Macromol. 2005, 4, 179-188.
31. Corsini, P.; Perez-Rigueiro, J.; Guinea, G. V.; Plaza, G. R.; Elices, M.; Marsano, E.; Carnasciali, M. M.; Freddi, G., J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2007, 2568-2579.
32. Corsini, P., New Fibres Based on Natural Polymers: Silk and Cellulose, Ph D Thesis; Universita degli Studi di Genova: Genova, 2008.
33. Zhu, Z. H.; Ohgo, K. S.; Watanabe, R.; Takezawa, T.; Asakura, T. S., J. Appl. Polym. Sci. 2008, 5, 2956-2963.
34. Plaza, G. R.; Corsini, P.; Marsano, E.; Perez-Rigueiro, J.; Biancotto, L.; Elices, M.; Riekel, C.; Agullo-Rueda, F.; Gallardo, E.; Calleja, J. M.; Guinea, G. V., Macromolecules 2009, 22, 8977-8982.
35. Yan, J. P.; Zhou, G. Q.; Knight, D. P.; Shao, Z. Z.; Chen, X., Biomacromolecules 2010, 1, 1-5.
36. Work, R. W., Text. Res. J. 1977, 10, 650-662.
37. Perez-Rigueiro, J.; Elices, M.; Guinea, G. V., Polymer 2003, 13, 3733-3736.
38. Guinea, G. V.; Elices, M.; Perez-Rigueiro, J.; Plaza, G. R., J. Exp. Biol. 2005, 1, 25-30.
39. Elices, M.; Perez-Rigueiro, J.; Plaza, G.; Guinea, G. V., J. Appl. Polym. Sci. 2004, 6, 3537-3541.
40. Griffiths, J.; Salanitri, V., J. Mater. Sci. 1980, 2, 491.
41. Guinea, G. V.; Perez-Rigueiro, J.; Plaza, G. R.; Elices, M., Biomacromolecules 2006, 7, 2173-2177.
42. Perez-Rigueiro, J.; Viney, C.; Llorca, J.; Elices, M., J. Appl. Polym. Sci. 1998, 12, 2439-2447.
43. Martel, A.; Burghammer, M.; Davies, R. J.; Riekel, C., Biomacromolecules 2007, 8, 3548-3556.
44. Riekel, C.; Branden, C.; Craig, C.; Ferrero, C.; Heidelbach, F.; Muller, M., Int. J. Biol. Macromol. 1999, 2-3, 179-186.
45. Klug, H. P.; Alexander, L., X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials (2nd ed.); Wiley: New York, 1974; pp 618-709.
46. Misra, A.; Stein, R. S.; Chu, C.; Wilkes, G. L.; Desai, A. B., J. Polym. Sci. Part C: Polym. Lett. 1975, 5, 303-312.
47. Gosline, J. M.; Denny, M. W.; Demont, M. E., Nature 1984, 309, 551-552.
48. Elices, M.; Guinea, G. V.; Plaza, G. R.; Karatzas, C.; Riekel, C.; Agullo-Rueda, F.; Daza, R.; Perez-Rigueiro, J., Macromolecules 2011, 5, 1166-1176.
49. Elices, M.; Perez-Rigueiro, J.; Plaza, G. R.; Guinea, G. V., JOM 2005, 2, 60-66.
50. Plaza, G. R.; Corsini, P.; Perez-Rigueiro, J.; Marsano, E.; Guinea, G. V.; Elices, M., J. Appl. Polym. Sci. 2008, 3, 1793-1801.
51. Kaplan, D. L.; Lombardi, S.; Muller, W. S.; Fossey, S. A., Biomaterials. Novel Materials from Biological Sources; Stockton Press: New York, 1991; p 53.
52. Perez-Rigueiro, J.; Viney, C.; Llorca, J.; Elices, M., J. Appl. Polym. Sci. 2000, 10, 1270-1277.
53. Madsen, B.; Shao, Z. Z.; Vollrath, F., Int. J. Biol. Macromol. 1999, 2-3, 301-306.
54. Marsh, R. E.; Corey, R. B.; Pauling, L., Biochim. Biophys. Acta 1955, 1, 1-34.
55. Yang, Z.; Grubb, D. T.; Jelinski, L. W., Macromolecules 1997, 26, 8254-8261.
56. Riekel, C.; Craig, C. L.; Burghammer, M.; Muller, M., Naturwissenschaften 2001, 2, 67-72.
57. Riekel, C.; Vollrath, F., Int. J. Biol. Macromol. 2001, 3, 203-210.
58. Grubb, D. T.; Ji, G. D., Int. J. Biol. Macromol. 1999, 2-3, 203-210.
59. Perez-Rigueiro, J.; Biancotto, L.; Corsini, P.; Marsano, E.; Elices, M.; Plaza, G. R.; Guinea, G. V., Int. J. Biol. Macromol. 2009, 2, 195-202.
60. Perez-Rigueiro, J.; Elices, M.; Plaza, G. R.; Guinea, G. V., Macromolecules 2007, 15, 5360-5365.
61. Termonia, Y., Macromolecules 1994, 25, 7378-7381.
62. Termonia, Y., Molecular modelling of the stress/strain behaviour of spider dragline. In Structural Biological Materials;, Elices, M., Ed.; Pergamon Press: Amsterdam, 2000; pp 335-349.
63. Buehler, M. J., Nano Today 2010, 5, 379-383.
64. Nova, A.; Keten, S.; Pugno, N. M.; Redaelli, A.; Buehler, M. J., Nano Lett. 2010, 7, 2626-2634.
65. Yin, J.; Chen, E.; Porter, D.; Shao, Z. Z., Biomacromolecules 2010, 11, 2890-2895.
66. Keten, S.; Xu, Z. P.; Ihle, B.; Buehler, M. J., Nat. Mater. 2010, 4, 359-367.
67. Keten, S.; Buehler, M. J., J. R. Soc. Interface 2010, 53, 1709-1721.
68. Simmons, A.; Michal, C.; Jelinski, L., Science 1996, 5245, 84.