几丁质是一种广泛存在的结构生物分子,存在于各种生物中,包括细菌、真菌、软体动物和节肢动物。它在节肢动物中特别显著,节肢动物外骨骼的一个关键设计原则是众所周知的Bouligand结构。这些结构由单向几丁质纤维层叠组成,嵌入蛋白基质中,像胶合板一样螺旋排列。这种层级结构具有高机械强度和卓越的功能多样性。几丁质也出现在刺胞动物门中,黑珊瑚的骨架由几丁质纤维在蛋白基质中构成,也有不少科学家对其进行研究,但到目前为止,黑珊瑚仍然是一个未被充分探索的材料,尤其是其机械行为。
景德镇学院生物与环境工程学院余辉博士与东北大学合作,从微观结构表征、力学性质、有限元分析、硬度和弹性模量测试、断裂韧性分析、断裂表面观察六个方面对黑珊瑚进行研究。本研究揭示了黑珊瑚骨架的棘突微观结构在其力学行为中所起的作用,为未来的仿生材料设计提供了科学依据。该研究成果发表在材料科学领域顶级期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》,余辉博士为本文的通讯作者。
《ACS Applied Materials & Interfaces》是材料科学领域的顶级期刊,创刊于 2009年,已被国际重要权威数据库 SCI 收录,2023年影响因子为8.3,中科院分区:材料科学2区 [Top]。该期刊涵盖了先进的材料科学,为化学家、工程师、物理学家和生物学家等的跨学科领域提供了便利的服务。(论文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.4c04301)
(供稿:余辉/编辑:方倞杰/一审一校:陈丽明/二审二校:魏媛鹤/三审三校:田双)