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  • 用蓖麻油也能做“蜘蛛侠”战衣

    2019-04-10 11:25 北京日报

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    电影《蜘蛛侠》的故事说,男主角因为被蜘蛛咬伤,因此获得了和蜘蛛一样的超能力。而蜘蛛的超能力是它吐出的蜘蛛丝,这是一种拉伸强度惊人的天然材料。有研究表明,蜘蛛丝的力学拉伸强度最强可达到800兆帕,这相当于用一根铅笔粗细的十字园蜘蛛丝,就可以拉住一架自重180吨、正以每秒80米速度降落的波音747飞机。

    在学术界,类似蜘蛛丝这样的神器有个专业术语——超强弹性体。所谓超强弹性体,是一种抗拉强度接近于金属,同时具有较大延展性和回弹性的特殊材料,可用于防弹衣、宇航服等特种纺织材料。目前,国内外市场上超强弹性体的主要原料,是用石油提炼的石油基高分?#21360;?/p>

    那么,除了石油基高分子,还有没有其他原料可以制作超强弹性体?安徽农业大学教授汪钟凯团队近期以蓖麻油为原材料,研发出一种抗拉强度超过200兆帕的超强荧光弹性材料,实现了农林生物质的高价值转化与利用。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

    汪钟凯说,蜘蛛丝内部有刚性的纳米晶体和弹性的蛋白,纳米晶体沿轴向均匀分布。这种刚性和弹性的完美结合,赋予了蜘蛛丝超强超弹性能。受蜘蛛丝超强超弹性能的启发,汪钟凯团队在植物油脂高分子合成研究中发现了一条新路径,能够将蓖麻油转化形成模仿蛋白的聚合物分子,他们精确调节获得纳米晶体结构,再通过机械加工实现了类似于蜘蛛丝的特殊结构。经过测试,这?#20013;?#26448;料的抗拉强度超过200兆帕,相比之前强度普遍在几十兆帕的人工弹性材料,取得了性能上的重大突破。

    据介绍,以往的研究显示,植物油、?#19978;恪?#26494;脂、木质素、纤维素等生物?#39318;试?#21487;以被转化为高分子材料,但在成本及性能方面无法与石油基高分子材料媲美。本次研究在生物质材料的性能方面取得突破,有利于人?#21069;諭讯?#30707;化?#35797;?#30340;依赖。

    汪钟凯说:“在我们目前的实验条件下,每100公斤蓖麻油可制备26公斤弹性体材料。该项成果已经获得国家发明专利授权。当然,我们目前的成果还处在实验室阶段,距离产业化还有相当距离。今后我们计划开发第二代和第三代产品,最终让它像真正的蜘蛛丝一样强大,成为制备超强弹性体的廉价原料。”

    责任编辑:陈群(QT0001)

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