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科学家受亚洲玉米螟头部结构启发,研制出超强耐冲击水凝胶,有哪些应用前景?这种昆虫到底有多「头铁」?

光明日报
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    这是一项非常有意思的研究,重点不在于新型的复合结构水凝胶强度到了多少,而是在于将两种不同的成分,去按玉米螟层状结构结合,如此形成的“复合”水凝胶的抗冲击韧性提升了上千倍。

    果冻,可以说是最常见的水凝胶之一了

    在这里先和大家说一下什么是水凝胶,如果你去查百度百科,它会告诉你:

    水凝胶(Hydrogel)是一类极为亲水的三维网络结构凝胶,它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。

    更直白一点水凝胶就是一种“冻”,咱们平时吃的肉冻、果冻都是水凝胶的一种,水凝胶就是用一些亲水且能形成微观三维网状结构的大分子物质与水组成的这么一坨东西,就像咱们平时吃的肉冻、果冻,就是由明胶这种亲水的大分子有机物为基础与水结合形成的水凝胶。

    各类水凝胶

    而用来吃,也仅仅是水凝胶的用途之一。因为水凝胶具有高吸水高保水特性,所以在土壤中添加特定的羰基酰胺聚合水凝胶,就能有效的提升农作物抗旱能力;医疗方面,生物友好型水凝胶也被应用于骨骼修复,促进伤口愈合;日化用品中,含水量高的水凝胶可以制造更舒适的面膜,而用高吸水性材料制造的水凝胶能造出更好的纸尿裤。除此之外隐形眼镜、软体机器人用的人造肌肉等等也都是特制的水凝胶。

    而之所以不要过分吹捧论文中的水凝胶强度,是因为很多水凝胶强度是远超这个数值的,比如PVA/MXene水凝胶,其抗冲击韧性就能高达184.24MJ/m³,但是论文中的仿玉米螟层状结构却有可能在未来再次提升水凝胶的强度上限,或者优化一些用于其他特种用途但目前强度还比较低的水凝胶,使得这些地方用到的水凝胶可以更结实耐用。

    虽然玉米螟给我们的水凝胶提供了这一优化方案,但不得不提它确是我国农业上,危害玉米的第一大害虫,从玉米开始发芽,到开花,再到接穗,玉米螟可以说是一个不落的全程参与,每年造成我国玉米减产5-15%,以我国年产玉米2.77-2.99亿吨计算,每年泯灭于虫口的玉米就有三千万吨之巨,相当于平白无故的消失了五六千万亩良田,真是可恶的肉虫子。

    不过就是这样可恶的虫子都能通过仿生学回馈给人类值得研究的东西,更别说自然界又有多少生物有着可值得研究的价值,而每消失一种生物都是全人类巨大的损失,毕竟,你已经无法得知那些消失的生物身上是否隐藏着足以推动全人类进步的秘密。

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    ai喃

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