【纤维材料的力学特性与应用新突破：揭秘纤维蛋白凝块断裂机制】
    纤维材料，一种由微米级天然或合成纤维构筑而成的关键材料类别，包括纤维蛋白凝块、纤维素凝胶和胶原蛋白凝胶等。这类材料因其独特的纤维结构展现出与众不同的物理性质和力学行为。以纤维蛋白凝块为例，作为血凝块的核心组成部分，其在维持血凝块整体结构稳定性和承受生理负荷方面起着至关重要的作用。
    近日，加拿大麦吉尔大学机械工程系李剑宇教授团队在《Acta Biomaterialia》上发表了一项重大研究成果，他们通过循环疲劳试验和变速率载荷测试，对纤维蛋白凝块的疲劳阈值和速率相关的断裂韧性进行了深入研究。实验结果显示，当施加的载荷超过特定阈值（1.66J/m²）或者应变超过65%时，纤维蛋白凝块内部会出现疲劳裂纹扩展现象。
    为揭示这一微观破裂过程背后的机制，该团队开发了基于Python的图像分析和数据处理软件包，对纤维蛋白网络进行了三维重建及形态量化分析，成功估测出纤维蛋白凝块的疲劳阈值，并构建了疲劳阈值模型和整体断裂韧性模型。同时，通过黏弹性断裂韧性模型，研究人员发现纤维蛋白凝块的断裂韧度与其内部的黏弹性能耗散密切相关，且这种能量耗散随加载速率的变化显著增加。
    此外，研究还揭示了纤维蛋白凝块具有优异的增韧性能，其断裂韧度与疲劳阈值之比高达9.13，这主要归因于纤维蛋白凝块内的多尺度结构特性和粘弹性耗散机制。进一步研究表明，在提高纤维蛋白水平的情况下，还有望增强其抗断裂性能，为伤口愈合、止血和组织再生应用中的生物材料设计提供了新的理论依据和实践指导。
    李剑宇教授及其团队长期致力于新型生物材料和软物质力学的研究，他们的工作不仅推动了纤维材料断裂力学领域的前沿进展，而且对于理解和应对与血凝块相关的疾病治疗策略有着重要价值。这项开创性研究无疑加深了我们对复杂载荷条件下纤维蛋白凝块乃至整个纤维材料断裂特性的认知。