看過電影《蜘蛛俠》的朋友，一定記得那忽長忽短、堅韌無比的蜘蛛絲吧？正是憑借這神奇無比的蜘蛛絲，蜘蛛俠才能上躥下跳、騰躍自如。

蜘蛛俠和他的神器——蜘蛛絲。

在學術界，蜘蛛俠的獨門神器有個專門術語——超強彈性體。所謂超強彈性體，是一種抗拉強度接近于金屬、同時具有較大延展性和回彈性的特殊材料，可用于防彈衣、宇航服等特種紡織材料。目前，國內外市場上超強彈性體的主要原料，是用石油提煉的石油基高分子。

那么，除了石油基高分子，還有沒有其他原料可以制作超強彈性體？我國科學家的一個最新發現令人腦洞大開：蓖麻油。

蓖麻油。安徽農業大學提供

這還真不是忽悠。來自安徽農業大學生物質分子工程中心的汪鐘凱教授團隊，以蓖麻油為原材料，制備了一種抗拉強度超過200兆帕的超強熒光彈性體，相關論文發表在日前出版的國際學術期刊《自然·通訊》上。

汪鐘凱團隊用蓖麻油制備的超強彈體。安徽農業大學提供

“蜘蛛絲的確是天然的超強彈性體，其拉伸強度超乎一般人的想象。”汪鐘凱教授告訴記者，此前的研究表明，蜘蛛絲的力學拉伸強度非常大，其中有一種叫“十字園蛛”的蜘蛛吐的絲，其拉伸強度最大可達到800兆帕。

“800兆帕是什么概念？這相當于用一根鉛筆粗細的十字園蜘蛛絲，就可以停住一架正在降落中的波音747飛機。飛機重量為180000 kg（公斤），降落時的飛行速度在80 m/s（米/秒）左右，蜘蛛絲的超強超彈性能，可以想見。”

蜘蛛絲的拉伸強度為何如此強大？汪鐘凱說，蜘蛛絲內部有剛性的納米晶體和彈性的蛋白，納米晶體沿軸向均勻分布。這種剛性和彈性的完美結合，賦予了蜘蛛絲超強超彈性能。“因此，這一研究方向得到全球科研工作者的廣泛關注。”

受蜘蛛絲超強超彈性能的啟發，汪鐘凱團隊在植物油脂高分子合成的研究中發現了一種新路徑，能夠將蓖麻油轉化為一系列高純度的單體。“我們通過對單體的聚合，形成模仿蛋白的聚合物分子；之后，再進一步精確調節這些聚合物的分子組成，獲得了納米晶體的特殊結構。”汪鐘凱介紹說，最后該團隊通過循環拉伸處理，使這種特殊的納米晶體實現了類似于蜘蛛絲的取向結構，最終獲得抗拉強度超過200兆帕的超強熒光彈性體——能像一些天然蛋白那樣發熒光的超強彈性體。

汪鐘凱教授（左一）和同事在做實驗。安徽農業大學提供

據了解，目前國內外一般彈性體的強度在幾十兆帕。因此，汪鐘凱團隊的這一成果堪稱突破，為進一步挑戰蜘蛛絲仿生材料這一世界性課題提供了新思路。

“盡管此前的研究表明，植物油、松香、松脂、木質素、纖維素 等生物質資源能夠被轉化為高分子材料，但其成本、性能還不能與石油基高分子材料媲美。”汪鐘凱說，“在我們目前的實驗條件下，每100公斤蓖麻油可制備26公斤彈性體材料。”

蓖麻油的市場價為普通食用油價格的2倍左右，目前我國一年的蓖麻油產量約為5萬噸。如果汪鐘凱團隊的成果能順利轉化，無疑將有效加快廉價農林生物質資源轉化為高分子新材料的步伐。如能實現產業化，將有助于幫助人們擺脫對石化資源的依賴。

“該項成果已經獲得國家發明專利授權。當然，我們目前的成果還處在實驗室階段，距離產業化還有相當距離。”汪鐘凱說，“今后我們計劃開發第二代和第三代產品，最終讓它像真正的蜘蛛絲一樣強大，成為制備超強彈體的廉價原料。”

[責任編輯：楊凡、彭芳]

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