德美研发快速自修复生物材料

近日，德国和美国科学家联合研发一种生物合成蛋白材料，通过强化串联重复多肽的愈合性能，成功解决了自修复软材料目前的局限性。该研究有望在软机器人领域获得重要应用，相关成果发表在近日的《自然·材料》杂志上。

自修复材料是一类拥有结构上具有自愈合能力的智能材料。其灵感来自在受伤后能自我修复的生物系统。目前，科学家合作研发一种高强度合成蛋白，可以在很短的时间内自我修复微观和宏观的机械损伤，完全恢复其结构和性能，并且具有可编程的愈合特性。这种愈合性能为生物启发性材料设计提供了新的机会，并解决了目前用于软机器人和个人防护设备的自修复材料的局限性。

宾夕法尼亚州立大学的德米雷尔教授说，我们改变了章鱼触手蛋白质的分子结构，以便将材料的自我修复能力发挥到极致。在自然界中，自我修复需要很長时间，例如24小时。现在，我们将修复过程缩短到1秒钟。马克斯·普朗克智能系统研究所的阿布顿·佩纳-弗朗切斯博士解释道，章鱼需要更长的时间才能愈合，因为其触手中的蛋白质分子只是简单地交织在一起。而在实验室开发的材料中，改变了分子的纳米结构，使它们相互连接。这些材料经过系统优化，具有可编程的愈合特性（愈合1秒后强度为2MPa至23MPa），愈合速度和强度均超过其他天然与合成软材料几个数量级。

◎ 来源|科技日报