近日，大连理工大学教授刘田团队在昆虫表皮柔性抗冲击机制及仿生材料领域取得新进展。团队通过钻蛀型昆虫表皮，为柔性抗冲击材料提供了天然解决方案。相关成果发表在《自然·通讯》。

在航空航天、交通运输和生物医学工程等领域，兼具柔韧性和抗冲击性能的材料至关重要。然而，设计能够同时满足强度、能量耗散和接触柔顺性要求的材料，始终是一项重大挑战。亚洲玉米螟幼虫需要在坚硬的玉米茎秆中钻洞蛀食，然而其柔软表皮却能承受反复挤压摩擦，成为了团队的研究目标。

研究团队发现，表皮中两种关键结构蛋白FCSP-1和FCSP-2通过液-液相分离形成富含β-折叠的粘弹性团聚体，协同构建动态氢键网络。两种蛋白分工明确：FCSP-1负责结合几丁质骨架，FCSP-2负责形成聚集核心，通过静电作用启动组装、π-π相互作用稳定结构、氢键网络耗散能量。基于此机制，团队仿生制备出几丁质-蛋白复合水凝胶，强度达15.64 MPa、断裂功达8.24 MJ/m3，分别为天然表皮的3.65倍和14.31倍。柔软凝胶球被包裹在该水凝胶中后，在50 g重物从1 m高度落下的冲击中完好无损。

该研究从分子层面完整解析了昆虫柔性表皮的能量耗散机制，并以此为指导实现了高性能仿生抗冲击水凝胶的理性设计，为软体机器人、可穿戴防护设备等领域的可编程材料设计提供了全新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-75849-1