journal article·2017-12Open access

Mapping Nanostructural Variations in Silk by Secondary Electron Hyperspectral Imaging

Quan Wan, Kerry J. Abrams, Robert C. Masters, Abdullah C. S. Talari, Ihtesham U. Rehman, Frederik Claeyssens, Chris Holland, Cornelia Rodenburg

Advanced Materials· Volume 29· Issue 47

Abstract

Abstract Nanostructures underpin the excellent properties of silk. Although the bulk nanocomposition of silks is well studied, direct evidence of the spatial variation of nanocrystalline (ordered) and amorphous (disordered) structures remains elusive. Here, secondary electron hyperspectral imaging can be exploited for direct imaging of hierarchical structures in carbon‐based materials, which cannot be revealed by any other standard characterization methods. Through applying this technique to silks from domesticated (Bombyx mori) and wild (Antheraea mylitta) silkworms, a variety of previously unseen features are reported, highlighting the local interplay between ordered and disordered structures. This technique is able to differentiate composition on the nanoscale and enables in‐depth studies into the relationship between morphology and performance of these complex biopolymer systems.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Silk-based biomaterials and applications · Silkworms and Sericulture Research · Insect and Arachnid Ecology and Behavior

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Materials Science and Engineering University of Sheffield Sir Robert Hadfield Building, Mappin Street Sheffield S1 3JD UK

Funding

Engineering and Physical Sciences Research Council

References (92)

Show source-provided references
1. 10.1002/adma.20140063310.1002/adma.201400633 ↗
2. 10.1016/j.pmatsci.2017.03.00210.1016/j.pmatsci.2017.03.002 ↗
3. 10.2147/NSA.S903710.2147/NSA.S9037 ↗
4. Fratzi P. · 2014 · 15
5. 10.1038/418741a10.1038/418741a ↗
6. 10.1002/adma.20080058210.1002/adma.200800582 ↗
7. 10.1002/app.1980.07025051810.1002/app.1980.070250518 ↗
8. 10.1021/ma980281j10.1021/ma980281j ↗
9. 10.1021/la804308r10.1021/la804308r ↗
10. 10.1557/mrs.2012.31410.1557/mrs.2012.314 ↗
11. 10.1021/acsbiomaterials.6b0066910.1021/acsbiomaterials.6b00669 ↗
12. 10.1002/jrs.67510.1002/jrs.675 ↗
13. 10.1002/jrs.125026084210.1002/jrs.1250260842 ↗
14. 10.1002/(SICI)1097-4555(199804)29:4<297::AID-JRS240>3.0.CO;2-G10.1002/(SICI)1097-4555(199804)29:4<297::AID-JRS240>3.0.CO;2-G ↗
15. 10.1016/S0141-8130(98)00093-210.1016/S0141-8130(98)00093-2 ↗
16. 10.1021/bm025695610.1021/bm0256956 ↗
17. 10.1529/biophysj.106.10033910.1529/biophysj.106.100339 ↗
18. 10.1021/bm400019d10.1021/bm400019d ↗
19. 10.1039/c3sm52187g10.1039/c3sm52187g ↗
20. Kenney J. M. · 2000
21. 10.1021/bm034373e10.1021/bm034373e ↗
22. 10.1021/ja806654t10.1021/ja806654t ↗
23. 10.1016/S0141-8130(01)00166-010.1016/S0141-8130(01)00166-0 ↗
24. 10.1021/ma050799510.1021/ma0507995 ↗
25. 10.1039/c0sm00108b10.1039/c0sm00108b ↗
26. 10.1242/jeb.12830610.1242/jeb.128306 ↗
27. 10.1080/1061027060083204210.1080/10610270600832042 ↗
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29. 10.1039/C6TB01049K10.1039/C6TB01049K ↗
30. 10.1016/j.polymer.2012.04.01710.1016/j.polymer.2012.04.017 ↗
31. 10.1021/bm400012k10.1021/bm400012k ↗
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33. 10.1039/C6SM00019C10.1039/C6SM00019C ↗
34. 10.1016/S1748-0132(07)70071-310.1016/S1748-0132(07)70071-3 ↗
35. 10.1039/B713972A10.1039/B713972A ↗
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37. 10.1016/j.polymer.2009.01.06410.1016/j.polymer.2009.01.064 ↗
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43. 10.1021/acs.biomac.7b0008610.1021/acs.biomac.7b00086 ↗
44. 10.1016/S0141-8130(99)00024-010.1016/S0141-8130(99)00024-0 ↗
45. 10.1016/S0032-3861(00)00036-710.1016/S0032-3861(00)00036-7 ↗
46. 10.1039/c3tb21582b10.1039/c3tb21582b ↗
47. 10.1002/adma.20160178310.1002/adma.201601783 ↗
48. 10.1021/acs.nanolett.6b0119510.1021/acs.nanolett.6b01195 ↗
49. 10.1002/sca.2104210.1002/sca.21042 ↗
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52. 10.1242/jeb.12830610.1242/jeb.128306 ↗
53. 10.1002/jrs.67510.1002/jrs.675 ↗
54. 10.1016/S0141-8130(01)00166-010.1016/S0141-8130(01)00166-0 ↗
55. 10.1002/adma.20080133210.1002/adma.200801332 ↗
56. 10.1039/C6TB01049K10.1039/C6TB01049K ↗
57. 10.1016/j.ultramic.2016.09.00610.1016/j.ultramic.2016.09.006 ↗
58. 10.1016/S0032-3861(98)00475-310.1016/S0032-3861(98)00475-3 ↗
59. 10.1016/S0141-8130(98)00086-510.1016/S0141-8130(98)00086-5 ↗
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68. 10.1016/j.actbio.2013.10.03210.1016/j.actbio.2013.10.032 ↗
69. 10.1021/ma990067a10.1021/ma990067a ↗
70. 10.1039/C2SM06886A10.1039/C2SM06886A ↗
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74. 10.1016/j.polymer.2009.02.01710.1016/j.polymer.2009.02.017 ↗
75. 10.1016/j.polymer.2007.12.03210.1016/j.polymer.2007.12.032 ↗
76. 10.1021/bm801442g10.1021/bm801442g ↗
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78. 10.1002/bip.2201110.1002/bip.22011 ↗
79. 10.1016/S0965-1748(00)00173-910.1016/S0965-1748(00)00173-9 ↗
80. 10.1038/nmat153410.1038/nmat1534 ↗
81. 10.1038/nmat270410.1038/nmat2704 ↗
82. 10.1021/nl101341w10.1021/nl101341w ↗
83. 10.1016/j.polymer.2013.03.03510.1016/j.polymer.2013.03.035 ↗
84. 10.1016/S0266-3538(03)00178-710.1016/S0266-3538(03)00178-7 ↗
85. 10.1016/S1359-835X(02)00084-210.1016/S1359-835X(02)00084-2 ↗
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87. 10.1098/rsif.2013.014810.1098/rsif.2013.0148 ↗
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92. 10.1016/j.ultramic.2010.04.00810.1016/j.ultramic.2010.04.008 ↗