【資料圖】

英國肯特大學(xué)團(tuán)隊創(chuàng)造了一種新的減震材料并獲得了專利，這種材料可徹底改變國防和行星科學(xué)領(lǐng)域。這種新型的基于蛋白質(zhì)的材料家族被命名為踝蛋白沖擊吸收材料（TSAM），代表了已知的第一個能夠吸收超音速射彈沖擊力的合成生物學(xué)材料，為開發(fā)下一代防彈裝甲和彈丸捕獲材料打開了大門，從而能夠研究太空和高層大氣中的超高速撞擊。該研究發(fā)表在最近的bioRxiv預(yù)印本網(wǎng)站上。

研究人員解釋說，對細(xì)胞天然減震器踝蛋白（Talin）的研究表明，該分子包含一系列二元開關(guān)結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域在張力下打開，并在張力下降后再次折疊。這種對力的反應(yīng)使踝蛋白具有分子減震特性，保護(hù)人體細(xì)胞免受較大力量的影響。將踝蛋白聚合成TSAM時，踝蛋白單體的減震特性賦予了材料令人難以置信的性能。

研究團(tuán)隊展示了TSAM的實際應(yīng)用，這種水凝膠材料經(jīng)受住了1.5公里/秒的超音速撞擊，這要比太空粒子撞擊自然和人造物體的速度（通常大于1公里/秒）以及槍口速度（通常在0.4—1.0公里/秒間）都要快。該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)TSAM不僅可吸收玄武巖顆粒（直徑約60微米）和較大的鋁彈片的沖擊，還可在沖擊后保存這些顆粒和碎片。

目前的防彈衣通常由陶瓷面和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料組成，這種材料既笨重又不方便。雖然這種裝甲可有效阻擋子彈和彈片，但無法阻擋可能導(dǎo)致裝甲后方鈍傷的動能。此外，這種形式的裝甲在撞擊后通常會受到不可逆轉(zhuǎn)的損壞，因為結(jié)構(gòu)完整性受損會阻止進(jìn)一步使用。

如果將TSAM結(jié)合到新的裝甲設(shè)計中，或可成為這些傳統(tǒng)技術(shù)的替代品，提供更輕、更耐用的裝甲，保護(hù)穿戴者免受更廣泛的傷害，包括由沖擊引起的損害。

TSAM在撞擊后捕獲和保存射彈的能力也使其適用于航空航天領(lǐng)域，該領(lǐng)域需要能量耗散材料來有效收集空間碎片、空間塵埃和微流星體以供進(jìn)一步研究。捕獲的射彈有助于設(shè)計航空航天設(shè)備，提高宇航員的安全性和昂貴的航空航天設(shè)備的使用壽命。

【總編輯圈點】

先進(jìn)材料的研發(fā)本身屬于高科技，與此同時，它們對諸多高科技領(lǐng)域發(fā)展有著極其重要的支撐作用。比如，可拉伸、自修復(fù)、可生物降解的半導(dǎo)體材料能夠用于研制柔性電子器件，大大彌補(bǔ)硬質(zhì)電子器件之不足；再比如，有“人造太陽”之稱的核聚變實驗裝置，其偏濾器不斷承受最為嚴(yán)酷的高溫和粒子流的沖擊，鎢銅復(fù)合材料成為制造這種器件的理想選擇。數(shù)不勝數(shù)的例子告訴我們，實現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，必須重視材料技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)“材料強(qiáng)國”是邁向科技強(qiáng)國的必經(jīng)之路。