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自然界“最强”高分子纳米材料-花粉壁

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 黄金价格比较昂贵,主要因为是稀有又耐腐蚀被认为是最耐腐蚀的金属之一,而黄金却能够被“王水”溶解,电影《黄金大劫案》正是基于这样的一个科学常识,神不知鬼不觉盗走了大量黄金。但自然界生命中存在这样一种物质,连王水都奈何不得,这种超强的高分子材料就是花粉壁,自然界中最强悍的物质,耐腐蚀程度超过黄金。

提起花粉,人们首先想到的是过敏,再就是一朵美丽的鲜花,你可曾想到,小小花粉,不仅多种多样,还有着世界上最强大的高分子外壳——花粉壁。地球上,化石最多的是什么,不是恐龙,更不是三叶虫,竟然是小小的花粉,花粉在地层中可以存在上亿年,可以说任何阶段的沉积物中都可以大量存在,可以说任何一把土壤中都有大量的花粉,而这一切都基于得到超强外壳——花粉壁的保护。花粉壁是天然存在高分子纳米材料。2019年一份新的研究揭示了为什么松花粉壁会有如此高的稳定性。

2019年松花粉壁高分子的单体被发现,16个碳的长长碳链,通过独特的缩醛键,连在另一个单体上组成一个高聚体,而这个高聚体,竟与人工合成的高分子材料聚乙烯醇(PVA)有着惊人的相似。但是缩醛键,长链碳,对羟基香豆酸的引入,使得花粉壁的强度和稳定性大大超过了PVA。植物早在4亿年前就发明了这么高强的结构,这不得不让我们惊叹于大自然的造化。


花粉壁的超强稳定,有力保障了在各种严酷自然环境下的传粉,花粉壁惊人的物理化学稳定性,使得脆弱的遗传物质的以在严酷的自然环境中得以顺利传播,当我们惊讶于千年莲子能够发芽开花和结果。也不得不对,能够存在亿万年的花粉,惊叹!


对于花粉(种子植物)和孢子(非种子植物)的研究称为孢粉学palynology,孢粉学基于孢粉形态的研究,对其分门别类。通过研究土壤或者化石中的孢粉,就可以通过对比,恢复地层沉积年代,利用孢粉可以判断,沉积时的古植被、进而推断当时的古气候,古生态。孢粉分析还和石油钻探密切相关,通过钻孔就可以进行地层对比,找出可能存在的生油层以及储油层。同时还可以根据孢粉的颜色,推断石油的成熟度等等,孢粉分析被普遍应用于世界各国的石油公司勘探研究中。

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