上海
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
近日，来自浙江大学的一项研究登上了Cell Press 头条。
该论文以：Hierarchical architecture sustains low-temperature toughness in polar bear hair 为题，于近日发表在了 Cell 新子刊Matter上 ， 浙江大学化学工程与生物工程学院柏浩教授为论文通讯作者，Shao Ziyu为论文第一作者。
该研究表明，北极熊毛发作为一种天然纤维系统，即使在 -80°C 的低温下仍能保持优异的韧性，并进一步揭示了分层结构维持了北极熊毛发的低温韧性。
聚合物在低温下的脆性断裂，严重限制了其在极端环境中的性能，因为此时分子运动受到抑制，能量耗散路径被冻结。
在这项研究中，研究团队研究表明，北极熊毛发——一种为适应北极极寒条件下的生存而进化的天然角蛋白纤维——即使在-80°C的低温下仍能保持优异的韧性（>100 MJ·m⁻³），超越了合成聚合物纤维的低温脆性特征。力学测试与动态热机械分析显示，从 20°C到 -80°C，北极熊毛发的拉伸应变几乎保持不变，并在 -70°C 以下仍存在持续的弛豫峰，表明了其分子运动能力持续存在。多尺度表征与原位小角 X 射线散射证实，这种异常韧性源于一种分层滑动机制：α-螺旋束组装成中间丝和宏观原纤维，并在多尺度上发生摩擦滑动。这种分层结构实现了高效的能量耗散。
该研究的核心发现：
北极熊毛发在 -80°C 低温下时仍保持极强的韧性；
北极熊毛发的分层角蛋白结构实现了多尺度的能量耗散；
这种多尺度纤维结构为开发耐寒材料提供了新途径。
总的来说，这些发现将北极熊毛发确立为在极端寒冷环境中具有内在韧性的仿生纤维设计模型系统。
论文链接：
https://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(26)00177-3
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