原标题:美媒:科学家企图模仿毛发结构制作超强纤维
参考消息网12月29日报导美媒称,科学家正企图使用3D打印技能模仿毛发的杂乱结构,以制作各种巩固的资料。
据《科学美国人》月刊网站12月24日报导,一切哺乳动物都有毛发——家猫或树袋熊身上的毛发一般被称为毛皮。而单根毛发的粗细则因物种不同而存在差异。例如,大象毛发的粗细是成年人类毛发的4倍多。
加利福尼亚大学圣迭戈分校资料科学家杨文(音)说:“一般情况下,当动物的体型较大时,毛发倾向于更粗一些。”她关于像头发这样的生物结构怎么接受压力产生了爱好。这种爱好来自于规划出更超卓的组成资料的希望。
杨文的研讨团队测验了包含人类在内的8种哺乳动物毛发的抗拉强度。他们让这些毛发接受不断增大的拉力直至它们发作开裂。研讨人员曾认为粗一些的毛发——例如长颈鹿、大象和野猪的毛发——会愈加健壮。但他们错了。杨文说:“风趣的是,咱们发现细的毛发反而愈加健壮。”
事实上,成年人类的毛发差不多是这项研讨中最巩固的毛发。而儿童头发——即这项研讨所测验的最细的毛发——乃至愈加结实。
杨文的团队用扫描电子显微镜细心仇人发进行了进一步的查看。一切毛发都是由角蛋白构成的。显微镜调查提醒了角蛋白纤维有特有的破碎方式。角蛋白纤维是由其维护效果的外角质层和供给强度的内皮层组成的。
显微镜图画显现,较粗毛发的皮层在破碎时倾向于折断,然后留下爽性、平坦的断面。但细一些的毛发的内皮层决裂时的断面则不那么平坦。杨文把这一进程比作强风吹倒树木时所发作的景象。在那种景象下,树干倾向于沿某个视点被斜向剪切。这种开裂方式是力气的痕迹——事实上,比起规整的断面,形成斜向剪切需求更大的张力。研讨人员发现,区别这两种开裂方式的厚度临界值大约为200微米——这一数值大约是人类毛发厚度的2.5倍。
这项研讨宣布在学术期刊《资料》杂志上。
杨文现在正企图使用3D打印技能在实验室中模仿毛发的杂乱结构。一旦这项技能经完善可以到达纳米等级,这些人造纤维就可拿来制作各种巩固的资料,以便用于修建乃至救援举动——例如简直牢不可破的绳子。(编译/曹卫国)
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