丝素蛋白是重要的天然高分予蛋白质，在天然高分了蚕丝中占70～80％，丝素蛋白的特性是研究、开发利用丝素蛋白资源极其重要的基础理论问题。丝素膜是丝素蛋白应用的新途径，也是研究丝素蛋白特性的一种可靠手段。本课题组曾采用溶胶-凝胶法制备纳米改性再生丝素膜，并对其结构及性能进行了研究，结果表明纳米TiO2粒了促使丝素蛋白构象发生了转变，宏观上体现为丝素膜的水中溶失率、力学性能及热学性能等得到了较好的改善。在此基础上，本文进一步研究了超微量纳米TiO2粒予对丝素蛋白构象的影响，取得了国内外未见报道的新成果，为拓展丝素膜的应用领域和前景做了一些基础性研究。 本课题的主要工作内容包括： 1.采用溶胶.凝胶法制备纳米改性丝素膜，并探讨了其制备机理。 2.采用三因素四水平正交试验法，以应力、应变及溶失率为指标，探讨成膜过程中温度、纳米TiO2含量、pH值3个工艺因素对丝素膜机械性能及水溶解性的影响规律，并寻找其最优成膜条件参数，结果表明： (1)影响丝素膜断裂应力的因素的主次顺序为纳米TiO2含量→pH值→成膜温度；影响丝素膜断裂伸长率的因素的丰次顺序为成膜温度→纳米TiO2含量→pH值：影响丝素膜水中溶失率的因素的主次顺序为纳米TiO2含量→成膜温度→pH值。 (2)最佳成膜条件为：温度40℃，mTiO2/msF为0.06wt％，pH为6。 (3)最佳成膜工艺为：温度40℃，pH为6。 3.采用SEM、UV、AFM、FTIR、XRD等测试于段对制备的纳米改性丝素膜进行表征，探讨纳米TiO2对丝素蛋白微细结构的影响。结果如下： (1)SEM、AFM表明纳米TiO2在丝素蛋白膜中实现了良好的分散，进一步通过有效质量近似模型估算出纳米改性再生丝素膜中纳米粒了粒径在80nm左右。 (2)ATR-FTIR结果表明，适量的纳米TiO2的加入，虽然没有改变纯丝素膜的一级化学结构，但促进了丝素无规卷曲构象向β-折叠构象的转化，从而使得丝素蛋白的结晶结构得到了加强。 (3)采用XRD技术分析了丝素膜材料的结晶结构，用Hermans法计算了纳米改性丝素膜的结晶度。结果表明，在丝素膜样品中加入一定量的无机纳米TiO2颗粒，丝素复合膜的结晶度有一定程度的提高。 4.测试纳米改性丝素膜的机械性能、热转变温度、表面润湿角、水溶失率等性能，探讨纳米粒子对丝素膜性能的影响以及性能与丝素蛋白微细结构间的联系。结果如下： (1)机械性能测试表明，纳米改性丝素膜的强力有显著提高，弹性略微下降，综合考虑认为当mTiO2/mSF为0.08％时，纳米改性丝素膜的强力及弹性能得到最好的兼顾。 (2)TGA表明纳米改性再生丝素膜的起始和终止分解温度都比纯丝素膜的有所提高。 (3)润湿角测试表明，加入纳米TiO2后，丝素膜的润湿角呈现先增大后减小的趋势，在mTiO2/mSF为0.08％时丝素膜的润湿角最大。 (4)加入纳米TiO2后，膜的溶失率明显降低。随着纳米TiO2含量的增加，溶失率呈现先减少后增加的趋势，在mTiO2/mSF为0.08％时丝素膜的溶失率最低。 5.采用二维相关红外光谱法探讨了纳米TiO2对丝素蛋白构象转变动力学的影响。结果表明，丝素分予和纳米粒子首先是弱氢键缔合的N-H键以及自由的N-H键发生了断裂及重组，然后生成了强氢键，导致丝素分予重排，使丝素分子从无序状态转变为有序排列，同时无规线团构象及α螺旋构象向β折叠构象发生转变，最后促使丝素蛋白的构象从无规线团或SilkⅠ转变为SilkⅡ构象。 本文的创新点在于：(1)探讨了超微量纳米粒子对丝素蛋白高级结构的影响。(2)通过正交实验找到了溶胶-凝胶法制备纳米改性丝素膜最佳的反应条件，分析了各成膜因素对丝素复合膜性能的影响。(3)采用二维相关光谱法对丝素蛋白构象转变进行了动力学分析。