冰能当建筑材料用吗?大多数人脑子里,冰是又脆又滑、一碰就碎的东西。但耶路撒冷希伯来大学的研究团队,真的造出了一种超级冰:压缩强度比纯冰高约10倍,甚至能媲美普通混凝土。更神奇的是,它不会像普通冰那样突然炸开,而是慢慢变形、渐进断裂。
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这种材料叫BioPykrete,由布拉斯拉夫斯基(Ido Braslavsky)教授团队研发,论文发表在《胶体与表面B:生物界面》上。实验室数据很亮眼:压缩强度约为纯冰的10倍,断裂前能吸收的能量大约是纯冰的70倍——一句话,它更抗压,也更抗砸。
秘密藏在微观层面。团队往冰里加了纤维素纳米晶体——一种从植物支撑结构里提取的微小刚性颗粒。结冰时,这些颗粒会搭成一个三维网络,把一块块微观的冰包在中间。光有网络还不够,他们还设计了一种分子胶蛋白质:它的一端能抓住冰,另一端能抓住纤维素,把增强网络死死锚在冰上。加了这种蛋白,强度和能量吸收直接比不加蛋白的同类混合物翻了一倍。
普通冰为什么脆?因为冰的晶体结构里,小小的裂纹会飞速传播,一裂到底。在超级冰里,纤维素网络像路障一样,能挡住或者改变裂纹前进的方向;蛋白质连接又让这个网络很难被撕开——裂纹想扩散,得花多得多的能量。布拉斯拉夫斯基说,我们不只是把纤维混进冰里,而是想从分子层面控制材料怎么连接——结果不仅改变了冰有多强,还改变了它怎么断。
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这个思路其实有个老前辈。二战时,科学家搞出过Pykrete——冰和木浆的混合物,比普通冰强得多,也融化得慢。BioPykrete沿用了同样的路子,只不过把传统木纤维换成了纳米级增强和分子级连接,性能再上一个台阶。
超级冰的用武之地,可能在南北极。那些地方想运混凝土、钢材,成本高、运输难。而超级冰主要由冰和植物来源的纤维素组成,理论上可以生物降解,碳足迹也小——在极寒地区,说不定能成为盖房子、修设施的一种另类建材。
不过得泼盆冷水:目前它还只是实验室里的概念验证。实验表现亮眼,不代表能扛住多年的结构使用。研究团队接下来要回答:反复冻融行不行?长时间压着会不会慢慢变形?未来还要看不同蛋白质、不同冷冻方式能不能让性能更进一步。超级冰能不能从实验室走向真正的极地工地,答案还在这些测试里。
参考来源:Adar C, et al. Biomimetic engineering of a fortified ice composite with enhanced mechanical properties. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2026. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2026.116037
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