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龍蝦堅韌腹殼或能做輪胎----中國科學院

文章來源:中國科學院    時間:2019-03-25


龍蝦的殼很硬,但它尾巴下方的透明膜可能更神奇:實驗室測試顯示,這種薄而有彈性的物質和用來制造輪胎的橡膠一樣堅韌。這將有助于開發用于制造柔性防護衣的新材料。相關論文近日刊登于《生物材料學報》。

就像龍蝦背部的外殼一樣,這種甲殼類動物尾巴下方的柔韌材料也含有甲殼素,這是一種纖維狀物質,存在于許多昆蟲和甲殼類動物的外骨骼中。當龍蝦在海底巖體上快速爬行時,這種膜可以保護龍蝦不被刮傷,它的韌性還讓獵食者難以咬斷尾巴。

中國四川大學和美國麻省理工學院的研究人員發現,這層膜是一種天然水溶膠,這使其具備彈性。他們使用電子顯微鏡觀測到,這種膜雖然只有1/4毫米厚,卻具有數千層膠合板式的精細結構,每層都含有大量的甲殼素纖維,并按照一定角度排列,即每層以36度角與上面的一層偏移。研究人員表示,這種排列方式使這種膜在各個方向上都很結實。

而且,該研究小組表示,這種層狀膜有些松軟,在開始變硬之前,幾乎可以伸展到正常長度的兩倍。進一步拉伸則會使材料變得更硬。薄膜分層排列的另一個優點是:只穿透少數外層的切割或鑿痕通常不會傳播到完整的層中,這使得材料具有“容錯性”。

總的來說,這種材料和那些用來制作花園軟管、輪胎和傳送帶的材料一樣堅韌。論文作者之一、麻省理工學院機械工程學院助理教授郭明說,按這種膜的原理開發的材料有望用于制造柔性防護衣,尤其可用在關節需要活動的地方。

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.01.067

 
 
 
 

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