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  你能想象嗎？一根小小纖維斷裂伸長率和韌性分別為貝殼的200倍和300倍左右。近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)在超高韌性纖維制備和機械力調(diào)控纖維極化發(fā)光方面的研究取得重要進展，纖維表現(xiàn)出高斷裂伸長率、高強度和高韌性，就實現(xiàn)了這樣的創(chuàng)舉。相關(guān)的研究成果以題為《多尺度變形機制導(dǎo)致同時具有螺旋和仿貝殼結(jié)構(gòu)的纖維的高韌性和圓偏振發(fā)光》發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）期刊上（影響因子11.47），哈工大為該論文的第一作者單位和通訊單位。
  眾所周之，納米材料在微觀尺度下具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和機械性能，如何將這些優(yōu)異的性能拓展到宏觀尺度是科學(xué)界和工程領(lǐng)域面臨的重大難題。我校微系統(tǒng)與微結(jié)構(gòu)制造教育部重點實驗室胡平安教授和王振龍教授帶領(lǐng)的團隊，基于跨尺度制造的理念，創(chuàng)造性地將微觀—介觀—宏觀尺度相結(jié)合，構(gòu)建出了多級結(jié)構(gòu)的纖維。研究者利用電化學(xué)剝離的高質(zhì)量的石墨烯片和聚乙烯醇為原料，在溶液中使兩者自組裝形成仿貝殼的“磚”和“泥”結(jié)構(gòu)；接著將溶液紡織成纖維狀，進一步將纖維紡織成螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成同時具有仿貝殼結(jié)構(gòu)和螺旋結(jié)構(gòu)的纖維�；诙喑叨茸冃魏纳⑼饬ψ龉Φ脑�，該纖維實現(xiàn)了斷裂伸長率達414%，韌性達640 J/g，該性能分別為貝殼的200倍和300倍左右。利用該方法，研究者還批量制備出了多種二維材料與聚合物形成的復(fù)合纖維，證實了該方法具有普適性。
  據(jù)研究者介紹，這種纖維在人體防護（如防刺手套、服裝）、高靈敏度力學(xué)傳感器、可編織及穿戴設(shè)備等方面具有潛在的應(yīng)用價值。同時，研究者通過與美國密歇根大學(xué)尼古拉斯·卡托夫（Nicholas A. Kotov）教授合作，制備的纖維在材料的極化發(fā)光特性調(diào)控方面具有重要的應(yīng)用前景，首次實現(xiàn)了宏觀機械力對極化發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控，這是一種全新的調(diào)控手段。
  論文的第一作者為哈工大機電學(xué)院青年教師張甲，2014年留校任教，獲得哈工大青年拔尖人才計劃支持和中國科協(xié)首批“青年人才托舉工程”資助。
  原文連接：http://www.nature.com/ncomms/2016/160224/ncomms10701/full/ncomms10701.html