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人造蜘蛛丝

发布时间: 2022-10-10

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利,新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
天然蜘蛛丝具有极为特征的机械性能，其抗拉强度高达*** GPa，与高等级合金钢相当，几乎可以达到芳纶纤维（如凯夫拉纤维）的一半（3 GPa）。但是凯夫拉纤维几乎不可伸长，而蜘蛛丝可伸长到约40%，在高湿度下可伸长5倍。蜘蛛丝伸长后几乎不反弹。这使得这种纤维材料在拉伸过程中能够吸收大量的能量，其韧性平均为350 MJ/m3，比钢或芳纶纤维高出数倍。此外，蜘蛛丝在被拉长后具有超收缩性能。遇到湿气或遇水时，会恢复到初始长度，这使其可以自动修复并重新使用。
成果亮点
设计了由弹性的核和塑性的壳形成的核壳结构的聚丙烯酸水凝胶纤维，其力学性能接近天然蜘蛛丝（抗拉强度*** GPa、断裂伸长率44%、韧性370 MJ m-3）。 超强韧水凝胶人造蜘蛛丝的实验结果。（A）天然蜘蛛丝；（B）缓冲实验：10克砝码从空中落下，被水凝胶人造蜘蛛丝缓冲，不反弹；（C、D）水凝胶人造蜘蛛丝的显微镜图片和核壳结构示意图；（E）水凝胶人造蜘蛛丝的力学强度可达到***，可拉长40%。
团队介绍
南开大学是国内学科门类齐全的综合性、研究型大学之一，在长期办学过程中，形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色。学校有专业学院27个，学科门类覆盖文、史、哲、经、管、法、理、工、农、医、教、艺等。有国家“双一流”建设学科6个，一级学科国家重点学科6个（覆盖35个二级学科），二级学科国家重点学科9个，一级学科天津市重点学科32个。在第四轮全国学科评估中，14个学科进入前10%，其中5个学科进入前5%；在全球学科评价体系中，前1%学科15个，化学和材料科学进入前1‰。
成果资料