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龙虾坚韧腹壳或能做轮胎----中国科学院

文章来源:中国科学院    时间:2019-03-25


龙虾的壳很硬,但它尾巴下方的透明膜可能更神奇:实验室测试显示,这种薄而有弹性的物质和用来制造轮胎的橡胶一样坚韧。这将有助于开发用于制造柔性防护衣的新材料。相关论文近日刊登于《生物材料学报》。

就像龙虾背部的外壳一样,这种甲壳类动物尾巴下方的柔韧材料也含有甲壳素,这是一种纤维状物质,存在于许多昆虫和甲壳类动物的外骨骼中。当龙虾在海底岩体上快速爬行时,这种膜可以保护龙虾不被刮伤,它的韧性还让猎食者难以咬断尾巴。

中国四川大学和美国麻省理工学院的研究人员发现,这层膜是一种天然水溶胶,这使其具备弹性。他们使用电子显微镜观测到,这种膜虽然只有1/4毫米厚,却具有数千层胶合板式的精细结构,每层都含有大量的甲壳素纤维,并按照一定角度排列,即每层以36度角与上面的一层偏移。研究人员表示,这种排列方式使这种膜在各个方向上都很结实。

而且,该研究小组表示,这种层状膜有些松软,在开始变硬之前,几乎可以伸展到正常长度的两倍。进一步拉伸则会使材料变得更硬。薄膜分层排列的另一个优点是:只穿透少数外层的切割或凿痕通常不会传播到完整的层中,这使得材料具有“容错性”。

总的来说,这种材料和那些用来制作花园软管、轮胎和传送带的材料一样坚韧。论文作者之一、麻省理工学院机械工程学院助理教授郭明说,按这种膜的原理开发的材料有望用于制造柔性防护衣,尤其可用在关节需要活动的地方。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.01.067

 
 
 
 

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