科研其實(shí)并不難：石墨烯養(yǎng)蠶到底是怎么一回事

張育新（1978—），男，漢族單" " 位：重慶大學(xué)職務(wù)職稱：重慶大學(xué)研究生院副院長，教授研究方向：硅藻新材料的制備與應(yīng)用

王燦（2003—），男，漢族單" " 位：重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究方向：材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)及科普教育

張翔（1978—），男，漢族單" " 位：重慶大學(xué)職務(wù)職稱：重慶大學(xué)本科生院學(xué)生創(chuàng)新管理辦公室主任，助理研究員研究方向：科學(xué)傳播及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石墨烯材料逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，石墨烯在生活中的應(yīng)用也十分普遍，眾所周知有石墨烯電池、石墨烯鞋墊等，而這些石墨烯制品所利用的原理大多與石墨烯的物理性能有關(guān)。但就在最近，清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)將石墨烯應(yīng)用到養(yǎng)蠶領(lǐng)域，這又是怎么一回事呢？

首先讓我們先對實(shí)驗(yàn)的主要對象“蠶”做一個(gè)簡單的了解。蠶是變態(tài)類昆蟲，以桑蠶最為常見，是以桑葉為食的主要經(jīng)濟(jì)昆蟲之一，在我國有淵源的歷史。剛出生的蠶寶寶以吃桑葉為生，不斷吃桑葉后身體變成白色，一段時(shí)間后它便開始脫皮。經(jīng)過一次脫皮后，成為二齡幼蟲，它脫一次皮就算增加一歲。在這個(gè)過程中，五齡蠶生命力最為旺盛，將成為本次實(shí)驗(yàn)的主要對象。

由于蠶對于食物的特殊要求，研究人員采用將納米級的碳單質(zhì)（石墨烯）噴涂在桑葉上的方式讓蠶攝入納米石墨烯。但由于石墨烯的存在，必然有部分蠶在攝食石墨烯后產(chǎn)生排斥而死亡，由此需要一次性使用大量的蠶來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)以找出適合本實(shí)驗(yàn)的蠶。在一切工作準(zhǔn)備就緒后，按照對照原則，研究人員將100只蠶分為5個(gè)小組分別在25℃和20%相對濕度的條件下使用噴灑了不同濃度的石墨烯溶液的桑葉及正常桑葉飼養(yǎng)。待蠶結(jié)繭后，由于蠶繭本身具有弱酸性并且含有膠質(zhì)，因此為了后續(xù)檢驗(yàn)蠶絲性質(zhì)不受到影響，研究人員將獲得的蠶繭切成小塊，在去離子水溶解的Na2CO3溶液中煮沸30分鐘，然后用去離子水徹底洗凈，再將采集到的脫膠蠶絲在70℃的烘箱中烘干6小時(shí)。這樣，就得到了一些含有大量石墨烯的蠶絲。

那么，這些含有大量石墨烯的蠶絲到底有哪些優(yōu)異的性能呢？又在哪些地方能夠得到應(yīng)用呢？將得到的蠶絲進(jìn)行一系列的分析后我們得知，這種被飼喂過石墨烯桑葉的蠶吐出的蠶絲的機(jī)械性能，如絲的強(qiáng)度、可伸長度等，得到了顯著的提升。同時(shí)，這種蠶絲的導(dǎo)電性也得到了顯著的提升。而這些性能的提升，為蠶絲應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬也帶來了巨大的影響，例如用于紡織高強(qiáng)度的織物、用于特種領(lǐng)域、未來可能用于導(dǎo)電材料的制備等，極具研究價(jià)值。

相信許多同學(xué)童年都養(yǎng)過蠶，也都或多或少地在養(yǎng)蠶的過程中產(chǎn)生過一些奇思妙想。事實(shí)上，這些在過去看起來似乎有些荒唐的想法在今天都已經(jīng)被科學(xué)家們一一實(shí)現(xiàn)。因此，善于發(fā)現(xiàn)生活中的小樂趣，并致力于去實(shí)踐與創(chuàng)造，總會(huì)有所發(fā)現(xiàn)，有所收獲。科研其實(shí)并不難，值得探索的小課題其實(shí)就在我們身邊，加油吧少年，向著夢想的方向出發(fā)。