Relationship between microstructure and mechanical properties in spider silk fibers: Identification of two regimes in the microstructural changes

Soft Matter

Volumn 8, Issue 22, 2012, Pages 6015-6026

  Plaza, Gustavo R ^a   Pérez Rigueiro, José ^a   Riekel, Christian ^b   Perea, G Belén ^a   Agulló Rueda, Fernando ^c   Burghammer, Manfred ^b   Guinea, Gustavo V ^a   Elices, Manuel ^a  

^a UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID   (Spain)

^b EUROPEAN SYNCHROTRON RADIATION FACILITY   (France)

^c INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALIGNMENT PARAMETER; CRYSTALLINE PHASE; DRAGLINE SILK; MAJOR AMPULLATE; MECHANICAL BEHAVIOUR; MICROSTRUCTURAL CHANGES; MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES; MOLECULAR MODELS; SIDE-CHAINS; SILK FIBER; SPIDER SILK FIBERS; TWO-REGIME; UNIT-CELL DIMENSIONS;

CRYSTALLINE MATERIALS; MECHANICAL PROPERTIES; MICROSTRUCTURE; NANOCRYSTALS; RAMAN SPECTROSCOPY; SILK; TENSILE TESTING; X RAY DIFFRACTION;

FIBERS;

CRYSTALLINITY; FIBERS; MATHEMATICAL MODELS; MICROSTRUCTURE; RAMAN SPECTROSCOPY; SILK; TENSILE TESTS; X RAY DIFFRACTION;

ARANEAE; ARGIOPE TRIFASCIATA;

EID: 84861417662     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2sm25446h     Document Type: Article

References (61)

1. F. G. Omenetto D. L. Kaplan Science 2010 329 528 531 10.1126/science. 1188936
2. M. Elices G. V. Guinea G. R. Plaza C. Karatzas C. Riekel F. Agullo-Rueda R. Daza J. Perez-Rigueiro Macromolecules 2011 44 1166 1176 10.1021/ma102291m
3. J. Gatesy C. Hayashi D. Motriuk J. Woods R. Lewis Science 2001 291 2603 2605
4. C. Y. Hayashi N. H. Shipley R. V. Lewis Int. J. Biol. Macromol. 1999 24 271 275
5. C. Riekel C. Branden C. Craig C. Ferrero F. Heidelbach M. Muller Int. J. Biol. Macromol. 1999 24 179 186
6. A. Simmons C. Michal L. Jelinski Science 1996 271 84
7. D. T. Grubb L. W. Jelinski Macromolecules 1997 30 2860 2867
8. D. T. Grubb G. D. Ji Int. J. Biol. Macromol. 1999 24 203 210
9. J. D. van Beek S. Hess F. Vollrath B. H. Meier Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 10266 10271 10.1073/pnas.152162299
10. G. P. Holland M. S. Creager J. E. Jenkins R. V. Lewis J. L. Yarger J. Am. Chem. Soc. 2008 130 9871 9877 10.1021/ja8021208
11. G. P. Holland J. E. Jenkins M. S. Creager R. V. Lewis J. L. Yarger Chem. Commun. 2008 5568 5570 10.1039/b812928b
12. M. Rousseau T. Lefevre M. Pezolet Biomacromolecules 2009 10 2945 2953 10.1021/bm9007919
13. R. W. Work Text. Res. J. 1977 47 650 662
14. G. R. Plaza G. V. Guinea J. Perez-Rigueiro M. Elices J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2006 44 994 999 10.1002/polb.20751
15. R. W. Work N. Morosoff Text. Res. J. 1982 52 349 356
16. C. Riekel M. Muller F. Vollrath Macromolecules 1999 32 4464 4466
17. N. Du X. Y. Liu J. Narayanan L. A. Li M. L. M. Lim D. Q. Li Biophys. J. 2006 91 4528 4535 10.1529/biophysj.106.089144
18. A. GliŠović T. Vehoff R. J. Davies T. Salditt Macromolecules 2008 41 390 398
19. V. L. Brookes R. J. Young F. Vollrath J. Mater. Sci. 2008 43 3728 3732 10.1007/s10853-008-2597-y
20. Y. Termonia Macromolecules 1994 27 7378 7381
21. Y. Termonia, in Structural Biological Materials, ed., M. Elices, Pergamon Press, Amsterdam, 2000, pp. 335-349
22. J. M. Gosline M. W. Denny M. E. Demont Nature 1984 309 551 552
23. S. Keten M. J. Buehler J. R. Soc. Interface 2010 7 1709 1721 10.1098/rsif.2010.0149
24. J. Perez-Rigueiro M. Elices G. V. Guinea Polymer 2003 44 3733 3736 10.1016/S0032-3861(03)00245-3
25. G. V. Guinea M. Elices J. Perez-Rigueiro G. R. Plaza J. Exp. Biol. 2005 208 25 30
26. Y. Liu Z. Z. Shao F. Vollrath Nat. Mater. 2005 4 901 905 10.1038/nmat1534
27. F. Vollrath D. Porter Soft Matter 2006 2 377 385 10.1039/b600098n
28. Y. Liu A. Sponner D. Porter F. Vollrath Biomacromolecules 2008 9 116 121 10.1021/bm700877g
29. A. Martel M. Burghammer R. J. Davies E. Di Cola C. Vendrely C. Riekel J. Am. Chem. Soc. 2008 130 17070 17074 10.1021/ja806654t
30. R. W. Work Text. Res. J. 1976 46 485
31. J. Griffiths V. Salanitri J. Mater. Sci. 1980 15 491
32. J. Perez-Rigueiro M. Elices J. Llorca C. Viney J. Appl. Polym. Sci. 2001 82 53 62
33. M. Elices G. R. Plaza M. A. Arnedo J. Pérez-Rigueiro F. G. Torres G. V. Guinea Biomacromolecules 2009 10 1904 1910
34. R. W. Work P. D. Emerson J. Arachnol. 1982 10 1 10
35. M. Elices G. V. Guinea G. R. Plaza J. I. Real J. Perez-Rigueiro J. Mater. Res. 2006 21 1931 1938 10.1557/jmr.2006.0240
36. M. Elices J. Perez-Rigueiro G. R. Plaza G. V. Guinea JOM 2005 57 60 66
37. G. V. Guinea M. Elices J. Perez-Rigueiro G. Plaza Polymer 2003 44 5785 5788 10.1016/S0032-3861(03)00625-6
38. K. N. Savage P. A. Guerette J. M. Gosline Biomacromolecules 2004 5 675 679 10.1021/bm034270w
39. G. V. Guinea J. Perez-Rigueiro G. R. Plaza M. Elices Biomacromolecules 2006 7 2173 2177 10.1021/bm060138v
40. G. R. Plaza P. Corsini E. Marsano J. Perez-Rigueiro L. Biancotto M. Elices C. Riekel F. Agullo-Rueda E. Gallardo J. M. Calleja G. V. Guinea Macromolecules 2009 42 8977 8982 10.1021/ma9017235
41. A. Martel M. Burghammer R. J. Davies C. Riekel Biomacromolecules 2007 8 3548 3556 10.1021/bm700935w
42. A. Hammersley, FIT2D program, www.esrf.fr/computing/scientific/FIT2D/, 2009
43. H. P. Klug and L. Alexander, X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials, John Wiley & Sons, New York, USA, 2nd edn, 1974
44. A. Misra R. S. Stein C. Chu G. L. Wilkes A. B. Desai J. Polym. Sci., Part C: Polym. Lett. 1975 13 303 312
45. M. E. Rousseau T. Lefevre L. Beaulieu T. Asakura M. Pezolet Biomacromolecules 2004 5 2247 2257 10.1021/bm049717v
46. J. Perez-Riguero M. Elices J. Llorca C. Viney J. Appl. Polym. Sci. 2001 82 2245 2251
47. C. Riekel C. L. Craig M. Burghammer M. Muller Naturwissenschaften 2001 88 67 72
48. J. O. Warwicker J. Mol. Biol. 1960 2 350
49. G. P. Holland R. V. Lewis J. L. Yarger J. Am. Chem. Soc. 2004 126 5867 5872 10.1021/ja031930w
50. H. S. Sheu K. W. Phyu Y. C. Jean Y. P. Chiang I. M. Tso H. C. Wu J. C. Yang S. L. Ferng Int. J. Biol. Macromol. 2004 34 325 331 10.1016/j.ijbiomac. 2004.09.004
51. A. Glisovic T. Salditt Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2007 87 63 69 10.1007/s00339-006-3849-9
52. J. E. Trancik J. T. Czernuszka F. I. Bell C. Viney Polymer 2006 47 5633 5642 10.1016/j.polymer.2005.01.110
53. J. E. Jenkins M. S. Creager R. V. Lewis G. P. Holland J. L. Yarger Biomacromolecules 2010 11 192 200 10.1021/bm9010672
54. D. L. Kaplan, S. Lombardi, W. S. Muller and S. A. Fossey, Biomaterials. Novel Materials from Biological Sources, Stockton Press, New York, 1991
55. J. Perez-Rigueiro C. Viney J. Llorca M. Elices J. Appl. Polym. Sci. 1998 70 2439 2447
56. M. Elices J. Perez-Rigueiro G. Plaza G. V. Guinea J. Appl. Polym. Sci. 2004 92 3537 3541 10.1002/app.20383
57. R. E. Marsh R. B. Corey L. Pauling Biochim. Biophys. Acta 1955 16 1 34
58. Q. Y. Xia Z. Y. Zhou C. Lu D. J. Cheng F. Y. Dai B. Li P. Zhao X. F. Zha T. C. Cheng C. L. Chai G. Q. Pan J. S. Xu C. Liu Y. Lin J. F. Qian Y. Hou Z. L. Wu G. R. Li M. H. Pan C. F. Li Y. H. Shen X. Q. Lan L. W. Yuan T. Li H. F. Xu G. W. Yang Y. J. Wan Y. Zhu M. D. Yu W. D. Shen D. Y. Wu Z. H. Xiang J. Yu J. Wang R. Q. Li J. P. Shi H. Li G. Y. Li J. N. Su X. L. Wang G. Q. Li Z. J. Zhang Q. F. Wu J. Li Q. P. Zhang N. Wei J. Z. Xu H. B. Sun L. Dong D. Y. Liu S. L. Zhao X. L. Zhao Q. S. Meng F. D. Lan X. G. Huang Y. Z. Li L. Fang C. F. Li D. W. Li Y. Q. Sun Z. P. Zhang Z. Yang Y. Q. Huang Y. Xi Q. H. Qi D. D. He H. Y. Huang X. W. Zhang Z. Q. Wang W. J. Li Y. Z. Cao Y. P. Yu H. Yu J. H. Li J. H. Ye H. Chen Y. Zhou B. Liu J. Wang J. Ye H. Ji S. T. Li P. X. Ni J. G. Zhang Y. Zhang H. K. Zheng B. Y. Mao W. Wang C. Ye S. G. Li J. Wang G. K. S. Wong H. M. Yang Science 2004 306 1937 1940 10.1126/science.1102210
59. N. A. Ayoub J. E. Garb R. M. Tinghitella M. A. Collin C. Y. Hayashi PLoS One 2007 2 e514
60. M. Xu R. V. Lewis Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990 87 7120 7124
61. P. A. Guerette D. G. Ginzinger B. H. F. Weber J. M. Gosline Science 1996 272 112 115