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南开研获超强韧人造蜘蛛丝
来源:中国化工报 发布时间:2019/11/29 11:29:56

  科幻影片中的超级英雄“蜘蛛侠”凭借神奇的“蜘蛛丝”穿梭于摩天大厦之间或缓慢降至地面而毫发无损,如今这一科学幻想有望成为现实。近日,南开大学科研团队使用水凝胶纤维成功制备出新型超强韧人造蜘蛛丝,其强度高、慢回弹、可重复伸缩,未来或将用于高空缓降等多领域。


  自然界中的蜘蛛丝具有强大的机械性能,表现出极高的抗拉强度,与高等级合金钢相当。在高湿的环境下,蜘蛛丝可伸长5倍,并且伸长后几乎不反弹、不旋转,被拉长的蜘蛛丝遇水还会恢复到初始长度,这一切都表明蜘蛛丝具有超强的机械性能组合。


  “人们已经尝试用蚕丝蛋白来制作人工蜘蛛丝,并取得了一定成功,但这种方法很难规模化放大。”研究人员介绍说。经过反复试验,研究团队使用水凝胶纤维制备出了人造蜘蛛丝。这种水凝胶纤维由聚丙烯酸制成,聚丙烯酸具有核—鞘结构,通过掺杂二价子并加捻获得一定的捻度,极大地增加了其强度,使这种新材料达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。


  这一新材料的研获让人们可以大胆想象:当高层建筑发生火灾等紧急情况时,人们可以使用由人造蜘蛛丝制成的绳索实现缓降自救。这根特殊的绳索可以承受人体重量,缓慢拉伸且不会像橡皮筋一样回弹,这将极大降低人体或物体下降的速度,从而起到缓冲作用。

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