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本報訊（馬昕怡 記者 李爭粉）近日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所梁翔禹團隊聯合大連理工大學受亞洲玉米螟頭殼結構啟發，研制出一種超強耐沖擊水凝膠，可大幅提升無人機等設備在碰撞環境下的可靠性。相關研究成果發表在《先進材料（Advanced Materials）》上。

在自然界中，許多生物只依靠幾種簡單成分，卻通過精妙的多層級結構實現截然不同的力學性能。昆蟲表皮便是典型代表。研究團隊發現亞洲玉米螟在取食過程中反復穿透玉米莖稈，頭部持續承受鉆蛀沖擊，卻依然保持完好。

研究團隊深入解析了亞洲玉米螟頭殼內層表皮的蛋白組成，發現這一特性源于其頭殼內表皮獨特的層狀結構，能夠將局部受到的沖擊力迅速分散。研究團隊模仿亞洲玉米螟幼蟲頭殼的結構特點，通過巧妙的“二元溶劑誘導自組裝”策略，在實驗室中成功“復刻”出了具有類似的仿生層狀結構的水凝膠，經檢測，該仿生水凝膠的抗沖擊韌性可達約23534焦耳/平方米，比傳統的蛋白質或幾丁質水凝膠提高了超千倍。為驗證實際效果，團隊將這種水凝膠安裝在農業害蟲偵察無人機的防撞支架上，并在模擬果園環境的復雜通道中進行測試，測試發現，配備了水凝膠的無人機在多次碰撞后僅出現短暫晃動，隨即恢復穩定飛行，機體完好無損，而未安裝的無人機在碰撞后，便失控墜毀，支架受損。

該研究為新一代仿生材料的設計與制造提供了新思路，在智能農機、柔性機器人、可穿戴設備、精密傳感器防護等領域具有廣闊的應用前景。

該研究得到了國家自然科學基金、中國農業科學院“優秀青年英才”計劃和創新工程項目、廣東省自然科學基金、湖南省自然科學基金、深圳市自然科學基金、深圳大鵬新區博后資助等項目支持。

圖片來源：中國農業科學院深圳農業基因組研究所