中国科学院刘佳 图形摘要
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美国化学学会（American Chemical Society的缩写）
org/doi/10
1021/acs
纳米莱特
0c03707 “莲藕可能会折断，但纤维仍会结合在一起”——这是一句古老的中国谚语，反映了莲藕纤维独特的结构和机械性能
莲花纤维的突出力学性能可归因于其独特的螺旋结构，这为人工纤维的仿生设计提供了一个有吸引力的模型
在发表在《纳米快报》上的一项新研究中，教授领导的团队
中国科学院中国科学技术大学的俞树鸿报道了一种仿生莲花纤维的螺旋结构细菌纤维素水凝胶纤维，该纤维具有高强度、高韧性、良好的生物相容性、良好的拉伸性和高能量耗散性
与基于聚合物的水凝胶不同，新设计的仿生水凝胶纤维(BHF)基于细菌产生的三维纤维素纳米纤维网络的细菌纤维素水凝胶
纤维素纳米纤维提供可逆的氢键网络，导致独特的机械性能
研究人员沿横截面方向对预处理的细菌纤维素水凝胶施加恒定的切向力
然后，水凝胶的两侧受到相反的切向力，发生局部塑性变形
切向力破坏了纤维素纳米纤维三维网络中的氢键，导致水凝胶条螺旋扭曲，网络滑移变形
当切向力被去除时，纳米纤维之间的氢键重新形成，纤维的螺旋结构被固定
得益于仿莲花纤维螺旋结构，BHF韧性可达116
3 MJ m-3，比非螺旋BC水凝胶纤维高9倍以上
此外，一旦BHF被拉伸，它几乎没有弹性
BHF纤维集生物相容性和优异的力学性能于一身，是一种很有前途的生物医用材料水凝胶纤维，特别是外科缝合用，一种常用于伤口修复的结构生物医用材料
与具有较高模量的商业外科缝合相比，BHF具有与软组织(如皮肤)相似的模量和强度
BHF突出的可拉伸性和能量耗散性使其能够从伤口周围的组织变形中吸收能量，并有效地防止伤口破裂，这使得BHF成为一种理想的外科缝合线
此外，BHF的多孔结构还允许它吸附功能性小分子，如抗生素或抗炎化合物，并可持续地将其释放到伤口上
如果设计得当，BHF将成为许多医疗应用的强大平台
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