浙江大学唐睿康、刘昭明：蜘蛛丝般超韧性！仿生矿化有机-无机杂化纤维

自然给人们带来了无限的灵感，仿生是科学家们最常用的研究手段之一。天然蜘蛛丝有超高的拉伸强度（1150 ± 200 MPa）、优异的断裂韧性（165 ± 30 J g-1）和断裂应变（>50）。这都归功于蜘蛛丝中排列十分有序的超分子网络结构：蛋白自组装形成刚性的纳米限域结晶β片和柔性的无定形基质。但是蜘蛛会同类相残，因此不能圈养，导致人们难以大量收集蜘蛛丝。骨也是经典的由刚性结晶相和柔性无定形相组成的生物材料：在生物矿化过程中，无机组分羟基磷灰石有序组装到骨胶原束中。与蜘蛛丝的韧性不一样，骨总是以硬度高出名。

受此启发，浙江大学唐睿康教授和刘昭明博士将骨硬度高的优势与蜘蛛丝的特点相结合，利用无机羟基磷灰石和有机聚乙烯醇PVA分别模拟刚性结晶和柔性无定形嵌段，制备仿生矿化有机-无机杂化纤维。该纤维具有超高拉伸强度949 ± 38 MPa，韧性达到296 ± 12 J g−1，拉伸应变80.6%，同时还具有宽温度适用范围（−196 ~ 80 °C）和阻止裂纹横向生长的优异性能。

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来源：高分子科学前沿

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