点“丝”成金！蚕丝蛋白变身高端医疗器械、硬盘存储，锁住生命与记忆( 二 ) 作为中国古代文明的一个重要象征

从蚕丝被到可降解骨钉，古老文明焕新春
丝绸作为中国古代文明的重要象征，曾是古代贸易通商中最主要的商品之一，直至现代。 2018年，中国、印度、土耳其等主要丝绸出口九国及欧盟的丝绸商品贸易额约为300亿美元。
当历史的车轮进入新世纪，传统桑蚕产业面临着如何从劳动密集型产业转型为高科技、高附加值产业的挑战，我们的古老文明期待再度迸发出耀眼光芒。
科学家已经发现，蚕丝蛋白具有优异的机械性能，生物兼容性好，可在体内无害降解并被人体吸收而无需取出。从天然蚕丝中提取出的蚕丝蛋白可作为医用原材料，并通过现代高科技制造技术，制备成蚕丝蛋白骨钉、人工脑膜、缓释微针、心血管支架、人工骨等高端医疗器械。
用蚕丝蛋白制成的医疗器械具有极佳的力学强度，可配合不同植入部位，完美匹配病患自身组织的强度。由于其本身来源于天然蛋白，相较于目前普遍使用的金属和陶瓷材料，蚕丝蛋白具有优异的生物兼容性，且能进行可控降解，时间长度可从几周到几年。
此外，蚕丝蛋白还具有良好的药物包裹和可控释放功能，可广泛应用于骨科、运动科、心血管科、脑外科、整形医美等植入式医疗器械领域，潜在应用市场规模高达每年数千亿美元。
从一组价格数据可以看出蚕丝传统产业与高科技产业的巨大价值差距：以丝绸制品为例，一条奢侈品牌的领带大约需要30克蚕丝，售价约为两三千元；一床普通蚕丝被需要用两公斤左右蚕丝，售价不过千元；而蚕丝蛋白制备的一套可降解骨钉，所需原料不到1克，其对应产品的临床售价可高达8000至10000元。换言之，一床普通蚕丝被的原料经过现代科技加工，可产出2000万元的经济价值——这就是科技的价值，也是丝绸这一中国古老文明焕发新春的重大机遇。
预设时间内可控降解，开启全新学科领域
蚕丝蛋白不仅在医疗器械上大有用武之地，还因其机械性能佳、介电损耗小、能可控降解、可兼容大部分微纳加工工艺等特点，而被用作电子器件的基底和介质材料，由此衍生出了一个全新学科领域——瞬态可溶电子学。
瞬态可溶电子器件是指当所制备的电子单元、器件、芯片及微系统在预设时间内完成指定功能后，其物理形态和功能可部分或者完全消失的一类全新电子器件。它们可在完成设定任务后，于体内或环境中完全降解，并通过生物再吸收或生态再吸收。
这类器件在信息安全、植入式可控降解生物芯片、电子垃圾回收等领域，具有非常广阔的应用前景，尤其在健康医疗、环境保护等未来电子技术领域，有望产生颠覆性突破和革命性创新。
蚕丝蛋白就是国际上首个瞬态可溶电子微系统的基底和封装材料。这个微系统用可降解的镁、氧化镁、纳米硅膜等半导体功能材料，集成了一系列基本电子元器件。整个微系统放置在生理盐水中，大约十分钟就可溶解完毕。
基于瞬态可溶电子技术，随后又诞生了全球首个面向特定临床治疗功能、完全生物相容、可在被降解后吸收的植入式器件。它同样以蚕丝蛋白为衬底材料，可植入生物体皮下用于治疗细菌感染。
蚕丝蛋白还是一种性能优良的光学材料，受“瞬态可溶电子技术”启发，科学家又提出“瞬态可溶光学技术”的概念，并制造出了单色和多彩的蚕丝蛋白光学衍射元件，并将其开创性地应用到信息技术和生物医疗领域中。
存储数据和DNA ，锁住数字与生命的记忆
优良的力学性能、良好的生物兼容性、极佳的光学性质，使得蚕丝蛋白可通过先进的微纳加工技术，被制备成透镜、薄膜、光纤、光子晶体等生物光学和光电子器件。
值得一提的是，经过工艺改良，蚕丝蛋白可作为生物光刻胶用于半导体集成电路加工工艺，并在人体可集成柔性传感器方面表现出巨大的应用潜力。