这还真不是忽悠。来自安徽农业大学生物质分子工程中心的汪钟凯教授团队,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,相关论文发表在日前出版的国际学术期刊《自然·通讯》上。
汪钟凯团队用蓖麻油制备的超强弹体。安徽农业大学提供
“蜘蛛丝的确是天然的超强弹性体,其拉伸强度超乎一般人的想象。”汪钟凯教授告诉记者,此前的研究表明,蜘蛛丝的力学拉伸强度非常大,其中有一种叫“十字园蛛”的蜘蛛吐的丝,其拉伸强度最大可达到800兆帕。
“800兆帕是什么概念?这相当于用一根铅笔粗细的十字园蜘蛛丝,就可以停住一架正在降落中的波音747飞机。飞机重量为180000 kg(公斤),降落时的飞行速度在80 m/s(米/秒)左右,蜘蛛丝的超强超弹性能,可以想见。”
蜘蛛丝的拉伸强度为何如此强大?汪钟凯说,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,这一研究方向得到全球科研工作者的广泛关注。”
受蜘蛛丝超强超弹性能的启发,汪钟凯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。“我们通过对单体的聚合,形成模仿蛋白的聚合物分子;之后,再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。”汪钟凯介绍说,最后该团队通过循环拉伸处理,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——能像一些天然蛋白那样发荧光的超强弹性体。