碳是地(di)球上(shang)分布(bu)最廣泛(fan)的材料(liao)之一。近期(qi)，中國(guo)科學(xue)技(ji)術大學(xue)俞書(shu)宏教(jiao)授(shou)課題組(zu)受自然界中的蜘蛛網啟發，研制(zhi)出一種每(mei)秒彈(dan)速達 0.86 米、“壓(ya)扁(bian)” 10 萬次不變形的 “超彈(dan)性” 硬碳材料(liao)，且制(zhi)作方法(fa)簡單高效。國(guo)際材料(liao)學(xue)領域學(xue)術期(qi)刊(kan)《先進材料(liao)》日前發表了該(gai)研究成果。

       據介紹，根據碳原子排列方式的不同，碳材料可分為石墨碳、軟碳和硬碳 3 種。比如鉛筆芯的主要成分就是石墨碳，常見的煤炭則是軟碳和硬碳的復合體。石墨碳和軟碳的彈性高、易變形，但強度低；硬碳的結構穩定，但性脆易碎。如何使硬碳既能保持 “硬度”，又能變得更有彈性，是材料學界的一大挑戰。

       近期，俞書宏教授課題組受自然界中的蜘蛛網啟發，通過模板法構筑納米纖維網絡結構，制備了一種具有納米纖維網絡結構的新型硬碳材料，具有超彈性、抗疲勞以及穩定性好等優點。

       “如(ru)同蜘蛛網(wang)，這種材(cai)料的內部結(jie)構(gou)是線(xian)與線(xian)之間交叉(cha)焊接(jie)，整體類似于一個 ‘毛線(xian)團’。” 中(zhong)(zhong)科大(da)博士生秦冰介紹，這種結(jie)構(gou)設計賦予了材(cai)料新的性能(neng)。實驗顯(xian)示：其回彈(dan)速度每秒鐘達 0.86 米；“壓扁” 10 萬(wan)次，外(wai)形、性能(neng)幾乎(hu)復(fu)原如(ru)初(chu)；在零下 196 攝(she)氏度的低溫環(huan)境中(zhong)(zhong)，還(huan)能(neng)保(bao)持(chi)超彈(dan)性及(ji)電阻穩定(ding)性。