巨臀 南开大学刘遵峰团队《当然·通信》:超强韧东谈主造蜘蛛丝!(附视频展示)

发布日期:2024-09-25 04:44    点击次数:85

巨臀 南开大学刘遵峰团队《当然·通信》:超强韧东谈主造蜘蛛丝!(附视频展示)

好莱坞科幻影片中,超等勇士“蜘蛛侠”大要穿梭于摩天大厦之间或逐步降至大地而毫发无损巨臀,全凭双腕喷射的神奇“蜘蛛丝”。如今,这一科学幻思有望走进履行。南开大学药厌世学生物学国度要点实验室、药学院、功能高分子栽植部要点实验室刘遵峰栽植团队使用水凝胶纤维收效制备出了新式超强韧“东谈主造蜘蛛丝”,它强度高、慢回弹、可叠加伸缩,将来或将用于高空缓降等多边界。11月22日,先容该效果的论文在线发表于外洋有名学术期刊《当然-通信》(Nature Communications)上。

当然界中的蜘蛛丝具有弘大的机械性能,它进展出极高的抗拉强度(高达1.4GPa),与高级第合金钢止境(0.45-2GPa),不错达到高强度合成纤维——芳纶纤维,如凯夫拉纤维的一半(3 GPa)。可是,常常的金属丝或凯夫拉纤维果然不能伸长,而蜘蛛丝可伸长到约40%,在高湿的度环境下可伸长5倍。“同期,蜘蛛丝伸长后果然不反弹。这使得这种纤维材料在拉伸经过中大要继承无数的能量,其韧性平均为350 MJ/m3,比钢或芳纶纤维跨越几个数目级。”刘遵峰先容说,除了莫得反弹外,东谈主们果然看不到蜘蛛悬空身体旋转,这意味着蜘蛛丝还不错继承扭转旋转能量。

“终末,蜘蛛丝在被拉长后,遭受潮湿或遇水时,sex8会复原到驱动长度。这使它被来袭的猎物撞击而拉长后,不错自动缔造并再欺诈用。”刘遵峰默示,这一切王人标明蜘蛛丝具有超强的机械性能。规划团队设思,能否在实验室中东谈主工合成一种纤维材料,既能兼具蜘蛛丝的各类优良性能,又不错竣事量产。“东谈主们还是尝试用蚕丝卵白来制作主谈主工蜘蛛丝,并赢得了一定的收效,但这种规律很难限度化放大。使用合成规律,制备能师法蜘蛛丝的上述特质,仍然是一个费劲。”刘遵峰说。经过反复检修,刘遵峰团队遴荐了一种相当浅易的规律,收效使用水凝胶纤维制备出了“东谈主造蜘蛛丝”。这种新材料达到与自然蜘蛛丝果然止境的力学性能。

这一新材料的研获让东谈主们不错斗胆思象:当高层建筑发生失火等进犯情况时,东谈主们不错使用有“东谈主造蜘蛛丝”制成的绳子竣事缓降自救。这根特殊的绳子不错承受东谈主体分量巨臀,逐步拉伸且不会像橡皮筋相通会谈。这就大大裁汰了东谈主体或物体下跌的速率,从而起到缓冲作用。据了解,刘遵峰栽植团队一平直力于智能柔性材料,包括新式纳米材料、先进碳复合材料、东谈主工肌肉的制备与应用等方面规划。一个月前,该团队在《科学》(Science)杂志刊文,报谈了他们与好意思国德克萨斯州立大学达拉斯分校协作家研获的一种柔性制冷新计策——“扭热制冷”

原文地址:https://www.nature.com/articles/s41467-019-13257-4

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