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高强度、慢回弹“人造蜘蛛丝”助力高空缓降

发布时间:2020-05-14

科技大片中,“蜘ηё-蛛侠”能▓够穿梭于摩∞天大厦之间‰或缓慢降至地面而⊙毫发无损,全凭双腕喷⊙射的≮“蜘蛛◇丝”。如今,这一科学想象有望走进现实。南开大学刘遵峰教授团队使用水凝胶纤维成功制ч备出了新型超强韧“人造蜘蛛丝”,该纤维强度高、慢回弹、可重复伸缩,未来或将用于高空缓降等多领域。
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众所周知,Ш自然Ⅶ界中的蜘蛛丝具有极高的抗拉强度(高达1.4GPa)ξ℡,可以达Φ到芳纶强度的一半。而且与普通的金属丝或芳纶相比,蜘蛛丝可伸☑长约40%,在高湿度环境下可伸长5倍,且≤伸长¤后几乎不反弹。除此之外,人≌们几ぷ乎看不到蜘蛛悬空身体旋转,这〢意味着蜘蛛丝还可以吸收扭转的能量。
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基于此,该研究团队制备了一■种人工︴合成水凝胶纤维材料。据介绍,该水凝胶纤维由聚丙烯酸制成,具∷有核ō壳结构♦,通过掺杂二价离子、加捻等方式增加了其强度,既ф兼』具蜘蛛丝的优良性能,又可以实现量Ↄ产。
 
最终,该纤维的拉伸强度可达895MPa、伸长率可达44.3%、模量高Ж达2₪큐8.7GP▽a,阻尼效率达到95%,具有良好的减震效果。
 
使用“人造蜘蛛丝”制成的“球拍”ↇ,在金属重物下坠时,в起到了很☺☻好的缓◎冲效果。同时,在湿度增加的▌条件下,可缓慢恢复原状。
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这一新材⿳料的成功制备为纺织材料的应用扩展了新领域:当高层建筑发生火灾等紧☆急情况时,人们可以←使♂用“人造蜘蛛¤丝︹︺︻”制成的绳索实々现缓降▲自救。该绳∠索可以承受Ⅺ人体重量,缓慢拉伸且不会回弹。
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