[科普，笔记，优先权] “又强又弹”的蜻蜓翅膀 vs “低风速风机”的叶片

图1  Figure 2: Dityrosine formation in crosslinked recombinant rec1-resilin.

https://www.nature.com/articles/nature04085/figures/2

https://www.nature.com/articles/nature04085

一、复习：神奇！科学家从蜻蜓身上找到“又强又弹”的材料密码......

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=621894

自然界的完美答案：蜻蜓的翅膀为何能高频振动？

   秘诀就在于它翅膀里隐藏的一种神奇材料：节肢弹性蛋白（Resilin）。这是一种近乎完美的天然弹性材料，弹性接近100%，可以反复形变几百万次都不会疲劳断裂，简直是“自然界的超级橡胶”。

   这种弹性蛋白内部藏着一个“小秘密”——它包含大量内在无序区（IDRs），也就是指没有固定结构的“柔性区域”。这些区域就像“分子级魔术贴”，可以通过多点的弱相互作用（如氢键、π-π堆积、静电和疏水作用）灵活地粘合或分开。在特定的环境条件下（如pH、盐浓度、温度等），这些分子之间会像油滴在水中那样发生液-液相分离，形成一个个可逆的富集小液滴。这种结构不像传统材料那样依赖死板的永久交联，而是构建了一个多尺度、可调节的能量耗散与恢复网络，这正是它兼具强度与弹性的关键。

图2  蜻蜓翅膀肌腱中弹性蛋白的荧光显微镜拍摄

https://pqnoss.kepuchina.cn/6888321a79dcc.png

   从蜻蜓翅膀到高性能聚氨酯，团队再次证明了一个道理：自然界就是最伟大的材料科学家。当人类学会站在微观世界，模仿自然的智慧，“不可能三角”也许就会被逐一破解。

   未来，或许还有更多“仿生材料”会改变我们的生活：自愈合的涂层、超强韧的仿蛛丝纤维……下一次，当你看到一只蜻蜓划过水面，不妨想一想，它的翅膀，或许就是未来一款超级材料的灵感来源。

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=621894

二、感慨：自然界就是最伟大的材料科学家

   蜻蜓翅膀的仿生：风力发电机“风轮”叶片的设计！特别是“低风速风机”的叶片设计！

参考资料：

[1] 科普中国，2025-08-22，神奇！科学家从蜻蜓身上找到“又强又弹”的材料密码......

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=621894

[2] 高分子科学前沿，2025-07-05 10:05，仿蜻蜓翅膀弹性蛋白，兰州化物所AFM：破解弹性体“强韧不可兼得”难题

https://news.qq.com/rain/a/20250705A032Y300

[3] Changcheng Bai （白常成）, Xingxing Yang, Jiayu Wu, Yixian Wang, Danli Hu, Zhongying Ji, Desheng Liu （刘德胜）, Pan Jiang, Xiaolong Wang （王晓龙）. Low-Entropy-Penalty Elastomers With Synergistic Resilience and Strength Via Resilin-Inspired Microphase Separation [J]. Advanced Functional Materials, 2025-07-04

doi:  10.1002/adfm.202510053

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202510053

[4] Christopher M. Elvin, Andrew G. Carr, Mickey G. Huson, Jane M. Maxwell, Roger D. Pearson, Tony Vuocolo, Nancy E. Liyou, Darren C. C. Wong, David J. Merritt, Nicholas E. Dixon. Synthesis and properties of crosslinked recombinant pro-resilin [J]. Nature, 2005, 437(7061): 999-1002

doi:  10.1038/nature04085

https://www.nature.com/articles/nature04085

[5] Zheng-Ling Yang, Hai-Chao Zhao, Han Wangle, Sheng Lian, Di Wang, Jun Zhang. The spatial correlation and lead time for wind speed prediction in east and southeast coastal region of China [C]. Proceedings of the 41st Chinese Control Conference, CCC 2022,  July 25, 2022 - July 27, 2022, 6142-6147.

doi:  10.23919/CCC55666.2022.9902451

https://ieeexplore.ieee.org/document/9902451

中国科学院《科学智慧火花》经过专家“同行评议”后贴出：

[1] 杨正瓴，2022-04-30 20:49，大风风电与海水蓄能的可能思路

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2022/523037.html

[2] 杨正瓴，2021-08-15 14:57，高空机翼风筝发电设想

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2021/521690.html

[3] 杨正瓴，2020-10-14 19:39，发展我国东南沿海风电的一些可能的建议

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2020/521201.html

[4] 杨正瓴，2020-10-14 16:55，低风速风机叶片几何形状优化设计的风洞实验设想

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2020/520587.html

[5] 杨正瓴，2020-03-04 21:56，仿生：提高风机叶片性能的一些设想

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2020/519300.html

[6] 杨正瓴，2019-12-13 20:29，低风速风机：“变形”叶片

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2019/517281.html

[7] 杨正瓴、刘丁一，2019-02-25 19:24，水平轴风机大偏航角下可能混入垂直轴风机的出力特性

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2019/514973.html

[8] 杨正瓴，2016-02-24 15:38，计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2016/501761.html

[9] 杨正瓴，2015-05-25 11:19，未来的两大安全能源

https://idea.cas.cn/zhhh/gcjskxygjs/gcjskxygjs_nydlydljx/info/2015/498679.html

以前的《科学网》相关博文链接：

[1] 2025-07-11 21:56，[资料] 未来20年最具颠覆性的科学变革：能够支撑人类文明的下一代材料

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1493347.html

[2] 2025-06-16 22:37，[打听] “材料科学与工程”的权威综述，类似《中国大百科全书》词条 （关联：“自然运算”）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1490059.html

[3] 2022-1-14 18:58，[随想] 搪瓷、搪玻璃制品

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1321094.html

   很久以前有搪瓷茶缸等。这算是复合材料？

   今后，

   能不能搪玻璃？也许已经有了？

   解决好搪瓷、搪玻璃制品的掉瓷掉玻璃问题，会进一步提高制品的品质。

   提升搪制类制品的品质，意义重要。用途广泛。

[4] 2023-12-10 21:27，[证实] 低风速风机：降低机械转动惯量，且叶片变宽

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1413267.html

[5] 2020-03-03 16:38，趋同进化：再谈低风速风机的叶片

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1221594.html

[6] 2020-01-13 15:43，风力发电机机械惯性的作用（张玺硕士学位论文，2015）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1214056.html

[7] 2019-12-30 15:21，为了我的国（2019献计：低风速风机叶片）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1212051.html

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