浙江大学新研究登上Cell头条

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

近日，来自浙江大学的一项研究登上了 Cell Press 头条。

该论文以：Hierarchical architecture sustains low-temperature toughness in polar bear hair 为题，于近日发表在了 Cell 新子刊 Matter 上，浙江大学化学工程与生物工程学院柏浩教授为论文通讯作者，Shao Ziyu 为论文第一作者。

该研究表明，北极熊毛发作为一种天然纤维系统，即使在 -80°C 的低温下仍能保持优异的韧性，并进一步揭示了分层结构维持了北极熊毛发的低温韧性。

聚合物在低温下的脆性断裂，严重限制了其在极端环境中的性能，因为此时分子运动受到抑制，能量耗散路径被冻结。

在这项研究中，研究团队研究表明，北极熊毛发——一种为适应北极极寒条件下的生存而进化的天然角蛋白纤维——即使在 -80°C 的低温下仍能保持优异的韧性（>100 MJ·m⁻³），超越了合成聚合物纤维的低温脆性特征。力学测试与动态热机械分析显示，从 20°C到 -80°C，北极熊毛发的拉伸应变几乎保持不变，并在 -70°C 以下仍存在持续的弛豫峰，表明了其分子运动能力持续存在。多尺度表征与原位小角 X 射线散射证实，这种异常韧性源于一种分层滑动机制：α-螺旋束组装成中间丝和宏观原纤维，并在多尺度上发生摩擦滑动。这种分层结构实现了高效的能量耗散。