用碳纳米管、石墨烯、TiO等纳米结构材料喂养家蚕幼虫₂其他金属氧化物也在最近的报告中进行了研究。取食过程证明，家蚕幼虫可以摄食纳米结构材料，从而影响所产蚕丝的结晶度。用TiO喂虫子₂也被证明是无毒的，甚至与细菌一起用于增强能量收集装置。然而，以往的报道大多局限于对这种改性蚕丝的力学和光子特性的研究。定制用于电子设备、能源产生和能源存储设备的天然丝绸(NS)的性能尚未被报道。特别令人感兴趣的是，柔性超级电容器正在成为有前途的能量存储平台。

图1所示。丝的形态和结构分析:(A - e)制备纤维的FESEM图像(插入:纤维的横截面)“伪颜色用于清晰度”(A) S/B， (B) S/G， (C) S/MoS₂， (D)选D₂(E) S/Mn， (F)相应的XRD图谱。

在此，我们证明了通过给家蚕幼虫喂食四种不同类型的材料(石墨、TiO和tio2)来改变NS结构和超电容行为的能力₂纳米管,金属氧化物半导体₂和KMnO₄/ MnCl₂)用作超级电容器电极。研究表明，NS的改性增强了其电容性能，为其在柔性超级电容器中的应用铺平了道路。

所有被研究的蚕在5龄时开始进食，并且没有排斥食物。观察到，以MoS为食的幼虫₂吃得比平时多，而那些用KMnO喂食的人呢₄/ MnCl₂我们吃得比平时少。幼虫以石墨和TiO为食₂喂食过程中未出现异常行为。空白喂养幼虫的茧大小均匀，颜色为白色，化学修饰后的茧大小不均匀，颜色为灰白色。

用FESEM成像研究了丝质纤维的形态，如图所示。进料在纤维表面和/或其内部的纤维蛋白中以碎片的形式出现。利用能谱分析技术对纤维的元素组成进行了研究。结果表明，添加的物质不超过纤维中总原子的0.03 %，这是一个可接受的比例，因为饲粮中使用的浓度很低(0.5 wt%悬浮液)。虽然EDS分析显示添加材料的比例很小，但SEM图像显示对所得纤维的形貌有重大影响。利用x射线衍射仪(XRD)对丝素的晶体结构进行了研究。XRD谱图表明，所制得的丝均具有中间相行为。丝的中间相结构被认为有助于离子向丝纤维内部扩散。

为了测试天然丝的电容性能，在以6 M KOH为电解液的3电极体系中，对自立丝分别作为正极和负极进行了测试。在扫描速率为10 mV/s、正电位窗口下，s /Mn的比电容最高，为778.975 mF/g₂, S /金属氧化物半导体₂S/G和S/B分别为577.925、419.767、247.822和157.291 mF/ G。这表明，所有添加剂都能显著提高丝电极的比电容值。在扫描速率为10 mV/s时，s /Mn、s /B、s /MoS的负极比电容分别为1122.832、263.047、131.794、112.141和109.403 mF/g₂S/G和S/TiO₂,分别。CV和GCD结果表明，空白丝(S/B)作为负极的性能优于作为正极的性能，Mn离子(S/Mn)和MnO的添加效果也较好₂当用作负极时，是一种较好的电容性材料。然而，S/G, S/ mo₂和S / TiO₂提高了丝作为正极比作为负极的性能。

总之，这项研究证明，可以用作衣服面料的天然丝可以用于储能设备。

Basant A. Ali, Nageh K. Allam
能源材料实验室，科学与工程学院，
开罗美国大学，埃及新开罗11835

出版

蚕作为功能性可穿戴储能织物的工厂
Basant A Ali, Nageh K Allam报道
2019年9月2日

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