原標題:南開團隊研獲人工蜘蛛絲
近日,南開大學藥學院劉遵峰教授團隊研制出了一種人工蜘蛛絲的消息引發不少網友關注,有網友好奇,這種人工蜘蛛絲是不是意味著人能像“蜘蛛俠”那樣在樓宇間穿梭了?北京青年報記者昨日從參與研發人工蜘蛛絲的團隊成員處獲悉,人工蜘蛛絲是一種摻雜了金屬離子的纖維,拉伸強度幾乎和一些高強度鋼一樣,而拉伸、韌性等部分性能甚至超過天然蜘蛛絲,未來有望用這種人工蜘蛛絲制造出拯救墜樓者的消防救援網等。
2016年開始相關科研工作
北青報記者從南開大學獲悉,南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室、藥學院、功能高分子教育部重點實驗室劉遵峰教授團隊使用水凝膠纖維成功制備出了新型超強韌人工蜘蛛絲,它強度高、慢回彈、可重復伸縮,未來或將用于高空緩降等多領域。
消息傳來,引發不少網友熱議,有網友好奇,這樣的人工蜘蛛絲可以用在什么地方?“有了這種蜘蛛絲,我們就可以像蜘蛛俠一樣,在高樓大廈之間飛來飛去嗎?”
北青報記者從參與此次研究的實驗成員處獲悉,團隊從2016年開始人工蜘蛛絲的科研工作,通過反復實驗,如今的人工蜘蛛絲已經具備了相當強大的性能。
該成員介紹,蜘蛛的蛛絲纖維在化學上是蛋白質聚集而成的聚合纖維,天然蛛絲具有突出的力學性能,單以強度來看,蜘蛛絲的強度不輸給一些高強度鋼,在一些特殊情況下,蜘蛛絲可以伸長到原有的5倍。“雖然現在一些合成纖維有更高的強度,但金屬絲和這些合成纖維都幾乎不可伸長。”
反復測試在顯微鏡下觀察
團隊成員說,人工蜘蛛絲主要以丙烯酸為原料,加入硅納米粒子后合成水凝膠纖維,將這些水凝膠纖維拉出來,形成的絲經過定型、水分蒸發之后,研究人員在纖維里加入金屬離子增強其性能,再通過加捻增加其強度。
該成員表示,人工蜘蛛絲里的特殊結構賦予了它強大的力學性能。在研發過程中,科研人員也遭遇過不少困難。“比如拉絲直徑應該是多少?金屬離子添加多少?這些都需要長時間的實驗才能得出結果,這個過程中,實驗的次數得有數百次。”為了測試人工蜘蛛絲的性能,科研人員將出產的每根絲都放到顯微鏡下進行觀察,反復測試。
最終,科研人員開發出的人工蜘蛛絲拉伸強度和拉伸能力都達到了蜘蛛絲的水平,韌性等方面甚至超過了天然蜘蛛絲。“如果濕度變大,人工蜘蛛絲的延伸長度還可以更長。”
力圖在拉伸強度上再突破
目前,人工蜘蛛絲的技術還處在繼續實驗的階段,劉遵峰團隊力圖在拉伸強度上再次實現突破。其團隊成員表示,未來,人工蜘蛛絲或許可以應用到消防救援、安全防護等領域,“作為緩沖繩或緩沖網,人工蜘蛛絲不會出現極速反彈的狀況。比如消防人員可以用人工蜘蛛絲編制的網,放在可能墜樓者下落的位置,保護墜樓者不受傷害。”
據介紹,劉遵峰團隊曾做過一次室內試驗,用于測試人工蜘蛛絲的性能:實驗人員采用不同材質的網承接10米高處墜落的雞蛋,實驗發現只有人工蜘蛛絲制成的網在承接雞蛋后不會出現雞蛋外殼破碎的情況。這說明人工蜘蛛絲的緩沖力還是很好的,它在遭遇沖擊時會吸收對方的能量,并通過收縮原理保持形態完整。
(責任編輯:DF378)
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