英媒：头发韧性启迪防弹衣材料开发 强度堪比钢铁

　　参考消息网1月24日报道 英国物理科学新闻网站1月17日发表了题为《头发的韧性启迪防弹衣新材料的开发》的文章，编译如下：

　　在一项新研究中，加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究人员调查了头发为什么异乎寻常地强韧和不易断裂的问题。有关发现可能带来防弹衣新材料的开发，并帮助化妆品制造商生产更好的头发护理产品。

　　头发的比强度可以同钢铁相比拟。它可以拉长到原来长度的1.5倍才会断裂。加利福尼亚大学圣迭戈分校纳米工程专业的博士生于洋（音译）说：“我们希望理解这一不同寻常的特性背后的机制。”于是该研究的第一作者。

　　加州大学圣迭戈分校机械工程学教授马克·迈耶斯说：“自然以非常巧妙的方式制造了多种有趣的材料和结构。我们感兴趣的是，理解生物材料的结构和特性之间的联系，以开发比现有人造材料更好的合成材料。”迈耶斯是该研究的主要作者之一。

　　在去年12月《材料科学与工程C辑》杂志上发表的一项研究中，研究人员从纳米水平考察了人类头发在变形或拉长的时候的表现。该团队发现，根据拉伸头发的速度快慢，头发的表现存在差别。以越快的速度拉伸头发，它就表现得越强韧。迈耶斯解释说：“想想蜂蜜那样高黏度的物质。如果迅速改变它的形状，它就会变得强硬，但如果慢慢改变它的形状，它就容易倾倒出来。”

　　头发有两个主要组成部分。一个是皮层，由平行纤维构成。另一个是有着无定形结构的基质。基质对头发变形的速度敏感，而皮层对此不敏感。于解释说，这2种成分的组合让头发有能力经受较高的压力和拉力。

　　当把头发拉长，它的结构会以特定方式改变。在纳米层次上，头发中的每根皮层纤维都是由数千个盘卷的螺旋形分子链构成的，这种分子链叫做“α螺旋链”。当头发出现变形，α螺旋链会展开，并变成折叠片结构，称为“β折叠片”。这种结构上的改变使得头发能承受较大的变形而不断裂。

　　这种结构变化部分可逆。如果头发受到的拉力较小，它能恢复原形。如果进一步拉伸，这种结构变化会变得不可逆。该研究的作者之一王斌（音译）说：“头发是常见的材料，却有着很多令人入迷的特性。”

　　该团队还在不同的湿度和温度下对头发进行了拉伸测试。在较高湿度的情况下，头发在断裂前能承受70%至80%的变形。水会“软化”头发。它会进入基质，打破连接一根头发中各个细丝的硫键。研究人员还发现，在60摄氏度时，头发开始出现永久性损伤。超过这个温度，头发会在较低的压力和拉力下更快断裂。

　　目前，这个团队正在就水对人类头发特性的影响作进一步研究。此后，该团队将研究清洗头发如何促使它恢复原有形状的详细机制。（编译/朱捷）

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