“重塑哪吒”非藕不可？杜仲或许更合适！

　　2月17日，据网络平台数据显示，《哪吒之魔童闹海》总票房已突破120亿元，并进入全球电影票房前十位。随着电影持续走热，“重塑哪吒”的材料“藕”然翻红。

　　不过，为啥非得用藕？山药丝、土豆泥不行吗？有媒体还提出了新思路——杜仲或许是个不错的选择——“杜仲牌”哪吒，不管是上天还是入海，战斗力都能翻倍！

《“重塑哪吒”为啥非得用藕？》截图（来源：央视网综合央视主播说三农）

　　事实上，“杜仲牌”哪吒不是玩笑，杜仲这个材料，真的不简单！杜仲到底是什么？它有何神奇之处？记者采访了西北农林科技大学杜仲团队朱铭强研究员。

　　植物活化石：杜仲的资源优势与生物特性

　　朱铭强研究员介绍，杜仲是第四纪冰川侵袭后仅留存在中国中部的单属种孑遗树种，因此，杜仲有着“植物活化石”的美称。在我国山东省临朐县山旺盆地中新世古植物群落遗迹中发现了杜仲叶的化石。目前，我国杜仲资源占世界资源总面积的98%以上，主要分布在陕、鄂、豫、湘、黔、川等地区。

　　由于杜仲对环境的抗逆性（抗旱、抗寒）很强，可种植范围很大，垂直分布一般位于海拔300~1500 m，个别可高达2500 m，最低在海拔100 m也有分布，具有资源自主可控的独特优势。

　　说到材料，杜仲根、茎、叶、皮、果实、种子中均含有白色丝状杜仲胶。杜仲胶（反式-1,4-聚异戊二烯）与天然橡胶（顺式-1,4-聚异戊二烯）是同分异构体，是世界上仅次于三叶橡胶最具有开发价值的第二天然胶源。撕开杜仲树皮，瞬间“藕断丝连”，雪白的胶丝比藕丝具有更好的拉伸特性。

　　细胞工厂：杜仲胶的生物合成之谜

　　超聚态高分子的杜仲胶源自含胶细胞的生物合成。杜仲含胶细胞是杜仲植株体内合成和储藏杜仲橡胶的场所，主要分布在植株各个器官的初生和次生韧皮部中。杜仲植株体中含胶细胞的多少及其大小直接影响其含胶量的高低。杜仲含胶细胞的发生、发育和初生结构的分化同时进行，在含胶细胞生长发育过程中，细胞内逐渐合成和积累橡胶颗粒，随着橡胶颗粒的增加，其细胞器逐渐退化、消失，最终除了橡胶颗粒外仅剩下内质网、质体、线粒体及纤维素的细胞壁。杜仲含胶细胞内的硬性橡胶颗粒在积累上是一个由少到多、由小到大、由不均匀分布到均匀分布的过程。

　　杜仲含胶细胞模型图

　　通过对于资源丰富的杜仲树叶、树皮和种壳的杜仲含胶细胞进行分析发现，在叶片中，含胶细胞形成一个与叶脉平行的多边形网络；在树皮中，含胶细胞平行于树木生长方向；在籽壳中，含胶细胞密集地排列在维管束周围，形成网状结构。这些含胶细胞通常呈丝状，两端膨大，有时在中间出现多个凸起或分枝。

　含胶细胞分布图

　　a-h.杜仲叶，i-p.杜仲树皮，q-x.杜仲籽壳

　　杜仲胶细胞内的橡胶颗粒通常为胶囊状、椭球状和球形。在杜仲叶中，橡胶颗粒主要为椭球形和球形；在树皮和籽壳中，这三种形状的颗粒都存在。成熟的含胶细胞中有时会观察到空洞，这可能是橡胶颗粒融合时留下的空隙，或者是橡胶颗粒形成过程中无法填充的空隙。

　　含胶细胞中橡胶颗粒形貌图

　　a-d.杜仲叶，e-h.杜仲树皮，i-l.杜仲籽壳

　　从细胞到胶体：杜仲胶的三阶段合成路径

　　杜仲胶和三叶橡胶的生物合成途径非常类似，从含胶细胞到橡胶颗粒的形成主要包括三个阶段。

　　初始阶段：在细胞质网状结构中形成少量橡胶颗粒，此时细胞内仍有大量细胞器存在。含胶细胞可能会在表面出现多个膨大点。

　　中期阶段：橡胶颗粒数量显著增加，细胞器开始解体，橡胶颗粒逐渐合并。在树皮和籽壳中，橡胶颗粒从球状/椭球状转变为胶囊状。部分含胶细胞可能会保留一个膨大节，并在维管束分叉处形成新的分枝。

　　成熟阶段：橡胶颗粒形成与成长停止，细胞内所有细胞器完全分解，所有橡胶颗粒高度聚集形成一个整体。此时，含胶细胞已经完全成熟，形态和大小不再发生变化。

　　含胶细胞，橡胶颗粒结构与积累过程示意图

　　分子密码：杜仲胶的三大结构特性

　　杜仲胶大分子结构具有三个特点：柔性链、反式结构、含双键。聚异戊二烯柔性链赋予杜仲胶优异的弹性和柔顺性；反式-1,4-结构使得杜仲胶大分子链排列规整易结晶，结晶熔点在60 ℃左右，赋予杜仲胶低温可塑的特点；双键赋予杜仲胶硫化交联的能力，可使得杜仲胶从一维线性高分子材料转变为三维网络高分子材料，并赋予其百分之百的形状记忆特性。随着对杜仲胶硫化过程、分子结构和性能间关系变化规律的深入研究，杜仲胶在热塑性、热弹性和高弹性等功能材料和工程材料领域的应用前景日益凸显。

　　海陆空应用：杜仲胶的全领域应用蓝图

　　作为一种战略性天然高分子材料，杜仲胶具有抗撕、耐扎、耐磨、低生热、消音、形状记忆、耐冲击、减震、耐疲劳等特点，在海、陆、空、天、潜等领域表现出广泛的应用前景。

　　在海面方面，已经发现杜仲胶在3-30kHz全频段高透声性，透声系数普遍高于95%，可以作为导流罩的主体材料。因此在舰艇导流罩方面的应用具有性能优越、自主可控的优势。目前该性能已经引起海军高层的重视，正在整合力相关优势力量做前期论证性预研。

　　在陆地方面，鉴于杜仲胶优异的抗撕、耐扎、耐疲劳特性，杜仲胶作为辅助材料可以显著提高轮胎的服役性能，因此杜仲胶在军用卡车轮胎、特种车辆轮胎、坦克负重轮领域的应用优势明显。

　　在航空领域，利用杜仲胶优异的耐疲劳性能，杜仲胶可显著改善直升飞机旋翼弹性轴承的疲劳寿命，前期研究的数据显示，疲劳寿命提高50%。

　　在航天领域，利用杜仲胶的阻尼多变性，可以显著改善多级火箭分离的振动幅度，显著降低运载火箭内所搭载精密设备的毁坏率。前期研究数据表明，在原有阻尼橡胶体系加入杜仲胶，其阻尼性能提高50%以上。

　　在深海领域，前期数据表明杜仲胶可以显著改善传统阻尼橡胶材料的吸声性能，特别是在中低频领域，吸声性能提升50%以上，在潜艇消音覆盖层领域优势明显。

　　在特种材料领域，杜仲胶透雷达波、透X光、形状记忆、耐海水腐蚀性能优越。可在雷达天线、战地急救装置、海底传输电缆、海底水路、气路管道、舰船破损堵漏材料有可预期的广泛应用。

　　杜仲胶应用

　　选材之道：重塑金身，树皮、籽壳与叶脉为何成为最优解？

　　通过研究分析发现杜仲胶主要存在于杜仲的叶、树皮和籽壳中，不同部位的杜仲胶虽然热力学性质和官能团组成一致，但其在分子量分布和多分散性存在一定差异，杜仲胶在树叶、树皮和籽壳中含量分别为2%~3%、8%~10%、15%~18%，相对分子量分别为树叶7.5×103，树皮4.3×105，籽壳5.1×105。

杜仲不同器官杜仲胶含量、相对分子质量及其分布图

　　进一步研究发现，叶片中杜仲胶约有68%的低分子量和32%的高分子量分布，树皮和籽壳中约有90%的高分子量分布；而叶脉中杜仲胶是叶中高分子量的主要来源，非叶脉部分主要产生低分子量杜仲胶。上述的不同器官和部位导致杜仲胶性能和应用的存在差异。

　　因此，重塑金身，树皮、籽壳和叶脉中的杜仲胶可作为首选材料。

　　哪吒未来的金身？

　　朱铭强研究员介绍，重塑金身后，杜仲牌”哪吒在变身过程中利用杜仲胶的形状记忆特性，在战斗过程中利用耐冲击和抗撕裂等特性，在逃跑过程中可以利用透雷达波、透X光等特性，在找好朋友敖丙畅游东海的过程中利用杜仲胶耐海水腐蚀的特性。

　　此外，杜仲被《神农本草经》、《本草纲目》等医书列为“药之上品”，具有“久服轻身耐老”、补肝肾、强筋骨、抗疲劳的功效。现代药理研究证明，杜仲具有“三降”（降血压、降血糖、降血脂）、“五抗”（抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗纤维化、抗微生物）、“六护”（护肾、护肝、护肺、护心、护骨、护脑）的作用。因此，在健康方面，还可以使用抗疲劳杜仲饮品，例如杜仲茶、杜仲雄花茶、杜仲精粉茶；杜仲保健品，例如杜仲籽油胶囊等；杜仲药品，例如：杜仲壮骨胶囊、右归丸、和强力天麻杜仲丸等。

　　据悉，为实现杜仲产业健康稳定的发展，国家发改委《产业结构调整指导目录（2024年本）》将天然橡胶及杜仲种植生产列为鼓励发展的产业。《全国杜仲产业发展规划（2016~2030）》指出，到2030年杜仲新推广种植面积将达到5000万亩，从而在资源层面有效保障集胶、药、油、花、树脂、蛋白质、木质纤维素于一体的杜仲产业建稳发展。

　　朱铭强研究员表示，“杜仲”哪吒的畅想，不仅是一次跨越时空的对话，更是对中华优秀传统文化的深情致敬与创新诠释。杜仲，这株承载着五千年文明基因的“植物活化石”， 这是文化自信的彰显，是对祖先智慧的传承，更是对未来的无限探索。（战钊）