site logo: www.epochtimes.com

MIT研究:龙虾腹坚似工业橡胶

龙虾腹部的膜结构非常坚韧,出乎意料。(刘景烨/大纪元)

人气: 31
【字号】    
   标签: tags:

【大纪元2019年02月23日讯】(大纪元记者刘景烨编译报导)麻省理工学院(MIT)校园新闻网近期报导,该校研究人员发现,龙虾腹部看似柔弱的膜其实非常坚韧。

当你观察龙虾的腹部,你会看到它尾巴的内侧分成几个部分,这些部分通过半透明的膜相互连接。对比它身体其它部分的坚硬甲壳,这层薄膜看似非常柔弱。

但是,MIT研究人员发现,龙虾腹部的膜令人意外的坚韧,拥有微观的、分层次的、像压合木板一样的结构,对刮擦和切割伤害有很强抵抗能力,能在龙虾快速游动时,保护它的腹部不受水底石块损伤。

同时,这种膜结构还很有韧性,不仅让龙虾自由地摆动尾巴,还能防止捕食者咬住尾巴,把它撕成两半。这种韧性源于这种膜的水凝胶结构:膜中90%是水,剩下绝大部分由甲壳素纤维构成(这种纤维常常发现于动物外壳或外骨骼中)。

这一研究表明,龙虾腹部的膜是目前发现的最坚韧的自然水凝胶,坚韧程度甚至超过动物皮肤和自然橡胶,几乎等同于工业橡胶,例如汽车轮胎。

该项目的主要研究人员之一、华裔助理教授Ming Guo(郭明,译音)认为,这种膜的结构或许能为灵活身体护具的设计提供灵感,尤其是肘部、膝部等高度灵活部位的护具。相关论文于2月14日发表在ActaMaterialia杂志上,其作者还包括四川大学的Jinrong Wu(吴金荣,译音)、Hao Zhang(张浩,译音),哈佛大学的Liangliang Qu(曲良良,译音)、Fei Deng(邓飞,译音),以及MIT的Zhao Qin(秦兆,译音)。

Ming Guo谈到,这一研究源于一次晚餐。他的一位客人首次试吃龙虾,却发现腹部的膜结构很难嚼烂,他们对此产生好奇。Guo发现,人们对龙虾的习性和外壳有很多研究,但它的软组织却鲜为人知。

通过实验,Guo的团队发现,当这种膜的样本被拉伸到2倍长度时,其硬度竟然显着增加。“这种特性对生物材料而言比较独特。对其它很多坚韧的水凝胶而言,你越拉伸,它越柔软。”Guo说。

他的团队还发现,这种膜具有压合木板一样的结构,具有成千上万的层次。每一层都有大量的甲壳素纤维,就像稻草丝,全都朝向同一角度。不论如何转动这种纤维的角度,它们都具备很大强度,但如果任意打乱它们的角度,膜就会变得易于拉断。

他的团队希望研究龙虾腹部这种膜的生成过程,以期为材料合成提供创意。Guo还表示,这种膜的结构或许对软机器人技术和组织工程(Tissue Engineering)有所帮助。◇

责任编辑:冯文鸾

评论
2019-02-23 2:19 AM
Copyright© 2000 - 2016   大纪元.