强度为普通冰10倍的“超级冰”不会骤然碎裂

科技日报 2026-09-22 14:52:47

科技日报讯（记者刘霞）以色列希伯来大学科学家研制出一种名为BioPykrete的“超级冰”。它的强度约为普通冰的10倍，一般不会骤然碎裂，而是会先弯曲、再渐渐断裂。这一特性，或许能让它成为地球极寒之地的一种有用建材。相关论文发表于新一期《胶体与表面B：生物界面》杂志。

“超级冰”的构想并不新鲜。早前，科学家曾试验冰与木浆的混合物Pykrete，它比普通冰更坚固，融化也更慢。

这一次，团队把思路推进到分子层面。他们将冰与纤维素纳米晶体混合。这种晶体由赋予植物支撑力的天然材料纤维素制成，细小而坚硬。当混合物冻结时，这些颗粒会在微观冰片周围织成三维网络。随后，团队设计出一种能同时附着于冰和纤维素的蛋白质：一端亲冰，一端亲纤维素，像分子胶水，将两者黏合起来形成一个整体。

团队不满足于把纤维简单混入冰中，而要在分子层面掌控不同材料的连接方式。结果，冰的强度变了，破裂方式也变了，它不再猝然崩裂，而能吸收更多能量，逐渐变形。

团队解释称，在普通冰中，哪怕一道细缝也会迅速蔓延，令整体破裂。而在BioPykrete中，纤维素网络与蛋白质连接仿佛路障，拖慢裂缝行进的“脚步”并阻止其自由移动。

裂缝一旦前行，就会撞上纤维素网络。而分子胶则把纤维素网络锚定在冰上。要拉歪或撕开这张网络，裂缝就得耗费更多能量，因此更难扩展或变大。

测试显示，BioPykrete在受压时强度达到与传统混凝土相近的水平，破裂前吸收的能量，比普通冰多出约70倍。

BioPykrete可用于南北极。在那里运送混凝土、钢材等建材，既昂贵又艰难。这种新型材料主要由冰和植物纤维素制成，或能为极寒条件下的某些结构提供可生物降解的低碳替代品。

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来源：科技日报

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