新(xin)華(hua)社合(he)肥10月15日(ri)電（記者(zhe) 徐海(hai)濤）亞馬(ma)遜河中的(de)食人(ren)魚(yu)(yu)牙齒(chi)鋒利(li)、性情(qing)兇猛，卻奈何不了(le)(le)體型(xing)巨(ju)大的(de)巨(ju)骨(gu)舌魚(yu)(yu)，因為后者(zhe)有一身“龍鱗甲”。近期(qi)(qi)，中國(guo)(guo)科學技術大學俞(yu)書宏教(jiao)授團隊深入研(yan)究了(le)(le)這種“超強魚(yu)(yu)鱗”，首次提出并運用“納米螺(luo)旋刷涂法”仿生研(yan)制出一種“輕且(qie)堅(jian)韌(ren)”的(de)防(fang)護材(cai)料。國(guo)(guo)際學術期(qi)(qi)刊《國(guo)(guo)家科學評(ping)論》日(ri)前發表了(le)(le)該成果(guo)。

　　當前社會對(dui)高性能防護材料(liao)(liao)的(de)需求(qiu)不斷提高，但現有(you)材料(liao)(liao)各有(you)局限性，金屬(shu)“太重”、陶(tao)瓷(ci)“太脆(cui)”、纖維復合材料(liao)(liao)“太軟”。

　　前(qian)不(bu)久，美國加(jia)州大學伯克利分校羅伯特·里奇(qi)研究組揭(jie)示了(le)巨骨(gu)舌魚能(neng)抵(di)御(yu)食人魚可(ke)怕攻擊(ji)的(de)(de)關鍵機制：魚鱗特殊的(de)(de)螺旋膠合(he)板微納結構(gou)，能(neng)吸收(shou)外(wai)界能(neng)量并抵(di)抗裂紋的(de)(de)擴張。

　　“超強(qiang)魚鱗(lin)”是一種理想的防護材(cai)料(liao)，但由于缺乏(fa)靈(ling)活(huo)高(gao)效組(zu)裝微納單(dan)元的技術，人工(gong)仿制挑戰重(zhong)重(zhong)。

　　近期，俞書宏教授仿生研究團隊在深入研究“超強魚鱗”基礎(chu)上，提出一(yi)種創新方法(fa)：以羥(qian)基磷灰石微納米纖維為基元，結合高分子海藻酸(suan)鈉，定向刷涂(tu)與螺旋層積(ji)相(xiang)結合，高效(xiao)組裝仿生復(fu)合材(cai)料。

　　“羥基(ji)磷灰石是動物骨骼的(de)(de)主要成(cheng)分，我們借助(zhu)毛刷(shua)和納米纖維的(de)(de)微作用力，像刷(shua)墻一(yi)樣‘定(ding)向刷(shua)涂、有(you)序排列’，再(zai)一(yi)層(ceng)一(yi)層(ceng)按照交錯角‘螺(luo)旋(xuan)堆積’起(qi)來。”研究(jiu)團(tuan)隊(dui)成(cheng)員、博士(shi)后(hou)高懷(huai)嶺說。

　　力學實驗表明，這種新材(cai)料性能(neng)優異：輕如塑(su)料，卻比人體中最(zui)堅(jian)硬的(de)(de)牙釉(you)質還硬。常規材(cai)料受力形成的(de)(de)裂紋較(jiao)直，這種材(cai)料的(de)(de)裂紋會偏(pian)轉、分支(zhi)，更(geng)“吸能(neng)”從(cong)而更(geng)堅(jian)韌。研究團隊通(tong)過(guo)計算機建模(mo)，進一步探(tan)明了其性能(neng)的(de)(de)科學機理。

　　據了解，這種新材料(liao)可制作防護衣、頭盔，也可以作為人工骨(gu)骼替代病變的骨(gu)組織。

　　該研(yan)究受到國(guo)際學(xue)(xue)界關注。著名化學(xue)(xue)家、德國(guo)康斯坦茨大學(xue)(xue)教授赫爾(er)默(mo)特·科芬認為，這項工(gong)作“高(gao)度鼓舞人心”，縮(suo)小了微納設計(ji)與(yu)工(gong)程制造(zao)之間(jian)的(de)差(cha)距，開啟了研(yan)制增強(qiang)型仿生材料的(de)新(xin)思路。

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責任編輯： 程瑤