蓖麻油里“抽”出超强“蜘蛛丝”
第A04版:城事

蓖麻油里“抽”出超强“蜘蛛丝”

安农大制备出超强弹性体材料

  本报讯 在电影中,蜘蛛侠凭借发射韧性极强的蜘蛛丝,使自己能够在高楼大厦间摆荡游走,上下自如。近日,记者从安徽农业大学了解到,学校生物质分子工程中心的汪钟凯教授团队受到蜘蛛丝超强超弹性能的启发,以蓖麻油为原材料制备了一种抗拉强度超过200兆帕的超强荧光弹性体,实现了农林生物质的高值转化和利用。

  而在学术界,“蜘蛛丝”还有个专门术语,名叫超强弹性体,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子。而此次汪钟凯教授团队从蓖麻油里制备出超强“蜘蛛丝”。该研究成果日前发表在学术期刊《自然·通讯》上。

  据介绍,蜘蛛丝作为超强弹性体,拉伸强度超乎一般人的想象,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蛛的蛛丝,就可以停住一架正在降落中(速度为80米/秒)的波音747飞机(重量180吨)。

  蜘蛛丝的拉伸强度为何如此强大?原来,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。因此,这一研究方向受到了科研工作者的广泛关注。

  汪钟凯教授团队在植物油脂高分子合成的研究中发现了一种新路径,能够将蓖麻油转化为一系列高纯度的单体,通过对单体的聚合制备形成模仿蛋白的聚合物分子,进一步精确调节这些聚合物的分子组成,获得了纳米晶体的特殊结构。并通过机械加工使这种特殊的纳米晶体实现了类似于蜘蛛丝的取向结构,最终获得抗拉强度超过200兆帕的超强荧光弹性体。相对于当前弹性体强度普遍在几十兆帕而言,该成果取得重大突破,为进一步挑战蜘蛛丝仿生材料这一世界性课题提供了新思路。

  在此之前,生物质资源能够被转化为高分子材料,但在成本及性能方面还不能与当前的石油基高分子材料媲美。本次研究成果在生物质材料性能方面取得突破,毫无疑问,将有效加快廉价农林生物质资源转化为高分子新材料的发展步伐,有利于人们摆脱对石化资源的依赖,以改善环境并实现低碳生活。 (合肥晚报 ZAKER合肥记者 唐萌/文 王蔚/图)