以色列希伯来大学等机构组成的研究团队研发出一种新型冰复合材料BioPykrete，其抗压强度约为普通冰的10倍，且受压后不易脆裂。研究团队认为，这种材料的强度已接近普通混凝土，未来有望用于极地地区的环保建筑材料。
日本媒体Gigazine 14日报道称，BioPykrete结合了植物来源材料与蛋白质，以提升冰材料的力学性能。
普通冰在受压时，裂纹往往会迅速扩展并导致断裂。相比之下，BioPykrete在受压后不会像普通冰那样突然脆裂，而是呈现渐进式变形。
其核心在于冰内部形成的微网结构。研究团队先将从植物细胞壁中提取的纤维素纳米晶体（CNC）与水混合，再通过定向冻结使CNC在冰中形成网状骨架，并使冰晶在其间生长、固定。
在此基础上，研究团队还引入了一种融合蛋白，将鱼类来源的抗冻蛋白AFPIII与纤维素结合蛋白CBM3a连接在一起。该蛋白可在分子层面增强冰与CNC之间的结合，起到“黏合剂”的作用。
实验中，研究团队制备了直径2厘米、高1厘米的圆柱形样品，并进行了压缩测试。
结果显示，BioPykrete的抗压强度约为普通冰的10倍，较未使用融合蛋白的同类复合材料也提升约2倍。
此外，BioPykrete在发生破坏前的吸能能力约为普通冰的70倍。研究团队表示，这主要得益于CNC网状结构对裂纹扩展的抑制作用，以及融合蛋白对内部结合力的增强。
研究团队评估认为，BioPykrete的抗压强度已接近普通混凝土，未来或可用于北极、南极等极端环境下的建筑材料。
不过，目前相关研究仍停留在小尺寸样品实验阶段。若要用于实际建筑，还需进一步验证其长期耐久性、反复冻融条件下的稳定性，以及持续载荷下的变形表现。
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Jae-won Choi
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