(观察者网 讯)
在我国科学家的尽力下,人工蜘蛛丝的规模化出产又近了一步。
11月22日,南开大学药物化学生物学国家要点实验室、药学院、功用高分子教育部要点实验室刘遵峰教授团队在世界学术期刊《天然·通讯》(影响因子12.19)上发文,称他们研讨出了一种人工蜘蛛丝,这种丝的机械性能与天然蜘蛛丝适当,其强度高、慢回弹、可重复弹性,在能量耗散和减震方面具有巨大的运用潜力,未来可用于救生、高层逃生绳、直升机悬梯、降落伞绳子等多个范畴。
据科学网介绍,天然界中的蜘蛛丝具有强壮的机械性能,它表现出极高的抗拉强度,与高等级合金钢适当。在高湿的环境下,蜘蛛丝可伸长5倍,而且伸长后几乎不反弹、不旋转。被拉长的蜘蛛丝遇水还会康复到初始长度,这使它被来袭的猎物碰击而拉长后,能够主动修正并从头运用。这一切都标明蜘蛛丝具有超强的机械性能组合。
刘遵峰团队在文章中称,现在人们现已经过蛋白纤维、超分子水凝胶纤维、碳纳米管复合纤维等各种方式成功地仿制或是部分仿制蜘蛛丝的机械性能,但经过不根据蛋白的办法制备人工蜘蛛丝依然很困难。
他表明,之所以要研讨非蛋白的制备办法,是因为现在根据蛋白的制备办法很难规模化扩大。在其团队看来,非蛋白制备办法之所以遇到困难,或许是因为此前人们在研发人工蜘蛛丝时,很少会考虑到水。而蜘蛛丝作为一种天然的水凝胶纤维,它的构成或许跟水密切相关。
所以,刘遵峰团队用聚丙烯酸和二氧化硅纳米颗粒交联制出有层级结构的水凝胶纤维,并经过掺杂二价离子和加捻来增强其强度,最终经过操控纤维芯和纤维鞘部分的水分蒸腾速率完结资料的自拼装。
据文章介绍,这种人工蜘蛛丝抗拉强度为895MPa,其机械性能与天然蜘蛛丝适当,还具有370 MJ m 3的高韧性和极高的阻尼才能。
科学网称,这一新资料的研获让人们能够斗胆幻想:当高层建筑发作火灾等紧急情况时,人们能够正常的运用由“人工蜘蛛丝”制成的绳子完成缓降自救。这根特别的绳子能够接受人体分量,缓慢拉伸且不会像橡皮筋相同会回弹。这大起伏的降低了人体或物体下降的速度,然后起到缓冲作用。