高超教授课题组在《Scientific Reports》上发表仿贝壳纤维最新研究成果

学习自然，超越自然

——高超教授课题组实现连续仿贝壳纤维

经过数百万年的进化过程，自然界呈现出各种各样令人叹为观止的材料，它们具有完美的结构和优异的性能，给科学家们提供了材料设计的优秀模型。贝壳作为一种生物材料，其内部的珍珠层结构不仅可以孕育出璀璨的珍珠，而且具有完美的砖灰结构，更有远远超越其组成成分（CaCO₃）的良好性能。人类对贝壳珍珠层的研究历史已有半个世纪之久，各种仿贝壳材料也层出不穷，但是都限于对微结构和力学性能的模仿，无法连续化制备仿贝壳材料。

最近，我校高分子系高超教授课题组的研究人员找到了连续化制备仿贝壳材料的途径。他们首先将石墨烯（一种二维纳米材料）和一种含多羟基的超支化聚合物制成具有三明治结构的纳米构筑基元，然后利用这些基元形成液晶，采用工业上常用的湿法纺丝技术，得到了数十米长的仿贝壳纤维。这种纤维不仅具有完美的砖灰结构，可与贝壳媲美的良好力学性能，而且跳出了原有仿贝壳材料（尺寸有限的膜）的尺寸限制，实现了仿贝壳材料的连续化制备。与自然界的贝壳相比，这种仿贝壳纤维具有更好的柔韧性和超强的抗腐蚀能力，能够在酸、碱、盐等条件下维持原有的优异性能。

相关论文发表在最新一期的自然集团网络开放期刊《Scientific Reports》（2012，2，767）。

图1：一根数十米长的仿贝壳纤维

图2：仿贝壳纤维的层状结构