比鋼鐵和陶瓷韌，比塑料硬，貝殼堪稱自然界中將無機物的堅硬性與有機物的韌性“完美結合”的典范。科學家們一直想模仿貝殼的結構造出新材料。遺憾的是，二十多年來的嘗試一直得不到大批量產品。
　　　
　　日前，這個難題終于被浙江大學的科研人員破解。他們得到的材料不僅堅硬、富有韌性，而且可連續(xù)化制備。用它織成的衣服可以防輻射和靜電，由于新型纖維質量輕，還可做成更輕便的防彈衣。
　　　
　　這一研究成果近日發(fā)表在《自然》旗下的網絡開放期刊《科學報告》上。
　　　
　　貝殼中有“灰”與“磚”
　　　
　　“貝殼材料的特性，主要歸結于珍珠層特殊的‘磚灰結構’。”此項研究的帶頭人、浙江大學高分子系教授高超解釋說，像砌墻時要用到磚和水泥灰一樣，貝殼的珍珠層就像是一層磚壘一層水泥灰有序排列組合而成，這樣的結構特別堅固。同時，珍珠層又由一層無機物碳酸鈣夾一層有機物生物高分子組成，有機物的參與讓貝殼珍珠層有了韌性。
　　　
　　據高超介紹，以前做的仿貝殼材料，大多數功能很單一，要么夠硬但韌性不好，要么韌性好卻強度不高。“最關鍵的是，即使研制出既硬又韌的復合材料，也可能發(fā)生有機—無機材料之間的排斥分離現象，導致材料不穩(wěn)定。”
　　　
　　此次研究人員研制的仿貝殼結構復合材料卻不會出現這些問題。與自然界的貝殼相比，這種材料甚至還具有更好的柔韌性和超強的抗腐蝕能力，能在酸、堿、鹽等條件下維持原有的優(yōu)異性能。
　　　
　　液晶石墨烯打破仿生局限
　　　
　　在高超看來，前人之所以無法連續(xù)化制備出仿貝殼材料，原因在于他們大多將視角局限于對微結構和力學性能的模仿。“前人一般用氧化鋁、黏土納米片等無機物作為‘磚塊’。由于這些物質一般較厚，溶解性不好，只能采用過濾或層疊層組裝等辦法，做出厘米級的薄膜樣品。”
　　　
　　此次能突破這一局限，“殺手锏”在于對石墨烯的全新應用。