西安交大唐敬达教授、哈佛大学锁志刚教授《Sci. Adv.》: 软组织为何强韧？

本研究探讨了胶原软组织的高断裂韧性机制，通过力学实验与显微观测揭示了胶原纤维在裂尖解卷曲、重新定向并形成桥接区的微观过程。研究设计了纤维抽出试验和裂纹扩展试验，测得了胶原组织的牵引-分离关系曲线，发现牛心包组织的峰值牵引应力约为60 MPa，最大裂纹分离长度约为6 mm。研究结果表明，胶原软组织的断裂韧性比硬生物组织高1~2个数量级，这主要归因于长胶原纤维从裂纹表面抽出形成较大尺寸的桥接区，提供高桥接应力，有效阻碍裂纹扩展。该研究为开发仿生材料（如人造心脏瓣膜）提供了理论依据。