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我的科学家开发出了超级坚韧的人造蜘蛛丝。

来源:内容均来自网络 日期:2019-12-03 10:20:35

在科幻电影中,超级英雄蜘蛛侠穿梭于摩天大楼之间,或者由于神奇的蛛丝而缓缓坠落在地上。现在,这一科学幻想有望成为现实。南开大学药学院药物化学与生物重点实验室、南开大学功能高分子教育部重点实验室刘遵峰教授利用水凝胶纤维成功地制备了一种新型的超硬质人工蜘蛛丝,具有强度高、回弹慢、重复性好等特点,有望在今后的高空慢降等领域得到应用。几天前,一篇介绍研究结果的论文发表在国际学术期刊自然通讯上。

蜘蛛丝具有很强的力学性能,表现出很高的抗拉强度,类似于高等级合金钢。在高湿度环境下,蜘蛛丝可以拉伸5次,拉伸后几乎没有回弹,没有旋转。伸长的蜘蛛丝在水中时会恢复到最初的长度,被猎物击中后可以自动修复和重复使用。这一切都表明蜘蛛丝具有很强的力学性能组合。

人们曾尝试用丝质蛋白制作人造蜘蛛丝,并取得了一定的成功,但这种方法难以推广。采用该合成方法制备出模拟蜘蛛丝上述特性的性能仍然是一个难题。刘遵峰说。

经过反复实验,刘遵峰小组采用了一种非常简单的方法,成功地利用水凝胶纤维制备了人造蜘蛛丝。刘遵峰说,水凝胶纤维是由具有核鞘结构的聚丙烯酸制成的,通过掺杂二价离子和扭曲,得到了一定的扭曲,大大提高了其强度。这种新材料的力学性能与天然蜘蛛丝几乎相同。

这种新材料的发展,让人大胆地想象,当高层建筑发生火灾等紧急情况时,人们可以用人造蛛丝制成的绳索来减缓和拯救自己,这种特殊的绳索能够承受人体的重量,缓慢伸展,不会像橡皮筋那样反弹,这大大降低了人体或物体下落的速度,从而起到缓冲作用。(陈熙,吴俊晖)