丝素纤维是一种天然高分子材料,不仅具有优异的机械性能,生物降解性、生物相容性,而且具有独特的物理和化学性能,在生物医学、柔性导电等领域有着广泛的应用。不足的是,与其他合成纤维相比,丝素纤维有几个缺点,例如起皱、变形和微生物引起的降解以及光诱导的衰老和泛黄。因此,丝素纤维通常被各种方法改性,以适应不同的环境需求。其中,利用辐照诱导自由基改性是诸多改性方法中极具意义的一种方法,具有改性均匀、适配绿色环保、操作简单、适用广泛等特性。丝素辐照改性过程中,自由基的性质很大程度上决定了最终改性结果。可以通过对丝素纤维预处理的方法,改变丝素纤维的分子结构,改善经辐照引发的自由基的性质表现,从而改善丝素纤维的辐照工艺,提高改性效率。本论文提出了一种简单的丝素纤维预处理方法,研究了该预处理方法对丝素纤维微观结构的影响,并探讨结构变化机理;对比研究了辐照诱导丝素纤维在预处理前后自由基的种类及演变规律;并进一步利用辐照改性方法制备出丝基凝胶电解质。本论文将为高效利用辐照技术对丝素纤维的改性提供理论和实验依据。本文的主要研究内容和结果如下:（1）采用快速冷冻与碱/尿素体系协同预处理方法对丝素进行预处理。通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、同步辐射小角散射（SR-SAXS）等手段研究了预处理对丝素纤维形貌结构、微观结构、热稳定性的影响。结果表明丝素纤维经快速冷冻与碱/尿素体系协同预处理后,丝素片段的回转半径变小,空间结构变得更加紧密。此外,丝素片段的结晶结构发生改变,部分Silk I结构转变为Silk II结构,同时发现了预处理后丝素片段生成了新的结晶结构。这一转变有利于丝基材料具有更好的稳定性和更好的力学性能。结晶结构和空间结构的转变原因可能来自于分子链折叠,分子链内的氢键是引发分子链折叠的主要原因。此外,经预处理后丝素片段的热稳定性有所提高,这也与分子链内的氢键有关。（2）选用预处理后和未预处理的丝素片段在空气氛围下进行辐照,采用电子自旋共振波谱（ESR）对比探究自由基种类、自由基产率、自由基稳定性及演变行为。研究结果显示,辐射诱导产生的自由基种类基本不变,包括碳中心自由基、芳香族残基自由基（Trp·,Tyr·）,而经预处理的丝素片段辐照产生的自由基浓度和稳定性有较大的提高,吸收剂量为25k Gy时,预处理后样品产生的自由基浓度提高了10倍。在吸收剂量为50k Gy时,自由基浓度为8.04*1019spins/g,与未预处理的丝素蛋白片段在200k Gy以上时的饱和自由基浓度相当。同时,预处理后丝素纤维的自由基半衰期增加了～10倍。联合同步辐射广角散射（SR-WAXS）、太赫兹时域光谱（THz-TDS）对辐照前后丝素片段结构的变化进行研究发现辐照后样品的结晶结构与辐照前无明显变化。（3）通过辐照法成功的将丝素纤维与聚丙烯腈（PAN）交联制备了丝基凝胶聚合物电解质（SB-GPE）。运用差示扫描量热仪（DSC）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等手段研究了SB-GPE的分子结构及导电、溶胀、抗冻等性能。结果表明:PAN与预处理后丝素纤维形成了新的化学键,其结晶结构也发生了改变。制备的SB-GPE的溶胀比高达44,电导率为2.1×10-3S/cm,此外,相转变温度在-95℃左右,拓展了超级电容器（EDLC）在极端条件下的应用