前沿 物理

来自蚕茧的仿生学灵感

环球科技观光团 发表于  2012-05-03 17:11
蚕茧的显微镜结构图。

蚕茧的显微镜结构图。

5月2日,英国皇家学会出版的《交界》杂志(Journal of the Royal Society Interface)发表了一项关于蚕茧结构的 研究 ,来自英国牛津大学研究者大卫.波特(David Porter)和陈复加(果壳网友 @夏如 )通过检测蚕茧,发现了一类非常轻巧但异常坚韧的结构,这类结构可能能用于制作保护性的头盔和轻巧的装甲,同时这一发现将会促进材料科学的发展。

陈复加表示,为了避免蚕蛹受到自然界的多种威胁,蚕将它们的茧演化出了一系列出色的结构和性质。蚕茧重量轻、强度大而多孔,是用来发展仿生复合材料的理想对象。

这个研究有助于开发能够消散攻击的新型材料,就像汽车中吸收冲撞的区域一样,以此可以设计新的轻量级铠甲。从经济学角度来看,这项研究结果也非常具有吸引力:比如在中国和印度这样迅速发展的汽车制造大国,来研发新型的材料制造汽车壁板。

世界上的蚕茧量非常充足,目前的全球生丝市场产量大约是每年50万吨。多数蚕茧都被用来煮过拆散,制造纺织品,但蚕茧还有着很多潜在的应用,特别是对发展中国家来说。蚕茧的生产过程也非常环保,不像饲养牛羊一样会产生甲烷。

陈复加表示,接下来还需要进行更多的研究,下一步会寻找复制蚕茧中结构的方法,发展生产流程。将自然界中的结构用于商业开发有很多先例,“荷叶效应”最终促使人们发明了“自清洁”窗户和外用漆,而苍耳的结构让工程师们发明了由钩和毛组成的钩毛搭扣带。

本文编译自:Silkworm cocoons inspire tough materials

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全部评论(22)
  • 1楼
    2012-05-03 17:19 水和氢离子

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  • 2楼
    2012-05-03 17:19 水和氢离子

    吼吼,成功了

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  • 3楼
    2012-05-03 17:19 融合冷却

    恨你~

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  • 4楼
    2012-05-03 17:20 融合冷却

    2楼都不给我留啊~~

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  • 5楼
    2012-05-03 17:30 布欧

    这个研究者陈复加,就是果壳网友 @夏如 啊,好强

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  • 6楼
    2012-05-03 17:30 wuou 果壳网副主编ψ

    矮油,矮油,果壳网友忒高级了,牛津哦,英国皇家学会出版的《交界》杂志哦
    @夏如

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  • 7楼
    2012-05-03 17:32 侧卫007

    果壳网友……

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  • 8楼
    2012-05-03 17:40 沼澤森林

    噗,第一反应为啥让我想到胶囊~围观牛人去~

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  • 9楼
    2012-05-03 17:51 Sheldon 理论物理博士,科学松鼠会成员ψ

    我和牛牛牛牛牛人一起吃过饭!

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  • 10楼
    2012-05-03 17:54 融合冷却

    使用蜂巢结构的金属已被福特公司用于发动机的制造中。
    日本科学家也有类似骨骼微观结构的新型金属材料准备投入应用。
    实际类似这种结构的金属并不新鲜,已经有了成熟的产品规模化生产啊~~
    很明显,这个关于蚕茧的结构研究值得称道的是:有利于规避上述公司对知识产权的追责啊~~

    [0] 评论
  • 11楼
    2012-05-03 18:05 FujiaC 生物材料博士,科学松鼠会成员ψ
    引用@融合冷却 的话:使用蜂巢结构的金属已被福特公司用于发动机的制造中。
    日本科学家也有类似骨骼微观结构的新型金属材料准备投入应用。
    实际类似这种结构的金属并不新鲜,已经有了成熟的产品规模化生产啊~~
    很明显,这个关于蚕茧的结构研究值得称道的是:有利于规避上述公司对知识产权的追责啊~~


    这位同学还是先看看论文吧。。不是所有多孔结构都是一样的。。

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  • 12楼
    2012-05-03 18:11 融合冷却
    引用@夏如 的话:
    这位同学还是先看看论文吧。。不是所有多孔结构都是一样的。。

    求地址~

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  • 13楼
    2012-05-03 18:20 FujiaC 生物材料博士,科学松鼠会成员ψ
    引用@融合冷却 的话:求地址~

    。。。上边报道就有地址啊

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  • 14楼
    2012-05-03 22:52 亲爱的小草

    我这个也是轻巧、坚韧和高强的材料哦。

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  • 15楼
    2012-05-04 01:50 BH4TLU

    14楼碉堡了

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  • 16楼
    2012-05-04 08:26 大肚佛

    过几年我们开着蚕茧就出去了。

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  • 17楼
    2012-05-04 10:52 wuou 果壳网副主编ψ
    引用@大肚佛 的话:过几年我们开着蚕茧就出去了。

    哈哈,这个很赞哦!

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  • 18楼
    2012-05-04 17:29 FujiaC 生物材料博士,科学松鼠会成员ψ
    引用@亲爱的小草 的话:我这个也是轻巧、坚韧和高强的材料哦。


    你这个结构韧不了。密度不均,应力会在连接紧密出集中爆发,没有空隙让其吸收能量。纳米纤维网正是需要在这些细节上进行机械性能的更多设计。

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  • 19楼
    2012-05-05 15:42 亲爱的小草
    引用@夏如 的话:
    你这个结构韧不了。密度不均,应力会在连接紧密出集中爆发,没有空隙让其吸收能量。纳米纤维网正是需要在这些细节上进行机械性能的更多设计。

    它本来就不是网呀,这是局部的形貌,一条条的是伸直链片晶,连着球晶,打个比方,像毛线团。本身柔顺性极佳,韧性虽说不是最好,但也是极其优越了。

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  • 20楼
    2012-05-30 12:02 sharon1987

    上果壳蹭面子系列……么。

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  • 21楼
    2012-05-31 14:31 laomao0000

    无纺布无压力飘过

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  • 22楼
    2012-05-31 14:32 laomao0000

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