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年度订阅用户可加入科技英语学习社区，每周科技英语直播讲堂，详情查看“阅读原文” 若是要选出味道最好吃，价格最亲民的海鲜，青口肯定名列前茅。下至烧烤大排档，上至米其林三星，这种物美价廉的海鲜都会出现在其菜单上。然而，研究人员们最近竟然从青口中得到了灵感，发明出来一种当添加到聚合物中可以让其杨氏模量（拉伸性）提高 770 倍，抗拉强度提高 58 倍，并且可以自主修复的材料。 在发表于 10 月 27 日《科学》学刊中的一篇论文中，来自美国加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）的材料科学家 Megan Valentine 详细的描述了她与她的团队是如何实现这一惊人的成果的。 人们生活中常见的聚合物（塑料）往往是由两种类型的化学键形成的。一种是共价键，所产生的聚合物强度高，但拉伸性差。另一种是离子键，所产生的聚合物拉伸性强，并且可以自我修复。而青口/贻贝/海红这种贝壳软体动物天生的就可以分泌出同时含有共价键和离子键的天然聚合物。它们正是使用这种聚合物所形成的粘性蛋白和韧性纤维，利用其高强度、高拉伸性、可以自我修复的特性，才能把自己牢牢的固定在礁石、港口、和船底之上。 而青口这种拥有双化学键的聚合物正是研究人员想要人工实现的。他们首先选择了一种自带共价键的聚合物：聚乙二醇（PEG），并在合成的过程中，在每股聚合物中都添加了一些儿茶酚（Catechol），一种自带负电荷的分子。这些含有儿茶酚的聚乙二醇形成了最终产品中的共价键分子链网。 研究人员们接下来在聚乙二醇中撒入了少量携带正电荷的铁离子。在聚乙二醇中，每个铁离子都会与多个来自于不同分子链的儿茶酚形成离子键，形成最终产品中的第二道，也是大幅度提高其强度和拉伸性的离子键分子链网。 这层离子键的作用就像自行车头盔一样，当收到冲击或者拉伸时，通过破坏离子键来吸消耗能量，保护作为材料主体的共价键聚合物。通过“牺牲”铁离子和儿茶酚之间的离子键，这种材料可被拉长 50%。而当外力消失时，被破坏掉的离子键还会重新形成，使其恢复原状。研究人员们在测试中发现，这种聚乙二醇的杨氏模量提高了 770 倍，抗拉强度提高了 58 倍。 虽然这种材料并不是强度最高的或拉伸性最大的聚合物，但是此工艺应是通用的，聚乙二醇并不该是唯一一种可以用此工艺加强的聚合物。Valentine 表示，她与团队正在探索如何在其他聚合物中重现这一成果。 但是仅以目前这种性能得到大幅度提高的聚乙二醇来看，此技术有着极大的潜力。一种同时具有高强度和高拉伸性，并且可以实现自我修复的材料的用处是在太广了。比如作为运输易碎品时的包装，或者可以自动修复的防弹衣，甚至还有可能成为经得起时时刻刻的磨损的人工韧带和关节，进入人体里。 若是这一天真正的到来，我们务必需要以吃一顿海鲜大餐的方式，感谢青口为科学家们带来的启发。 -End-
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