长期以来，材料科学家一直在用仿生技术来寻找类似肌肉或者其他天然纤维的合成材料。在这些技术中，受细胞融合启发的自组装过程非常有名。在生物系统中，当一个物体可以分离成两个或多个部分时，就发生了裂变；当两个或多个部分合并成一个物体时，就产生了融合(相反过程)。这些过程可以由环境中存在的刺激物自然触发，例如光、温度或湿度，但最终由生物体自身的新陈代谢所控制。Chang等展示了氧化石墨烯(graphene oxide, GO)超细纤维的组装过程，该过程受单个纤维的化学和形态调节，模拟了生物融合过程。

Chang等展示的融合过程导致数千个GO纤维的分层组装(图1，见P11)。当纤维组件浸泡在合适的溶剂中时，该过程可以逆转，类似于裂变。值得注意的是，在不破坏主要纤维结构的情况下，单个纤维和复合纱之间可以重复转换，最终保持GO薄片及其排列。这种聚变-裂变行为在其他陶瓷或聚合物纤维中还没有发现，它赋予了GO纤维一种新的功能，可用于制造具有多种用途的高度复杂结构。

人类长期以来依赖纤维制造衣服和各种东西，如绳索、网，从数万年前使用的原始纤维到使用纳米材料制造的现代功能纤维。在20世纪，先进的纤维在发展各种技术方面发挥了重要作用，包括用于航空、电子和太空探索的技术。无论哪个时代，纤维都是分层组装而成的，形成不同复杂程度的线、纱、绳和织物。由于现代纤维组装技术需要复杂的机械和高能量输入，简化的纤维组装工艺非常有吸引力，特别是那些具有最低能量需求的工艺，可以减少对环境的影响。因此，开发一种简化的可逆纤维组装工艺是人造纤维面临的主要挑战之一。

GO是一种二维复杂结构组件，GO纤维可以通过还原过程转化为导电纤维，因此GO纤维具有巨大的应用潜力，如传感器、电子元件、智能纺织品、导热材料和高性能纤维等。

低能耗的GO结构组装是一个很有吸引力的领域，在许多可能的应用中，可逆性是关键。纺织和高性能纤维复合丝是该技术的直接应用。纤维的潜在用途可能在于控制释放和捕获异物，如颗粒和有机化合物。这就需要对单个GO薄片及其纳米级组装在聚变和裂变循环中所起的作用有基本的了解。尽管生物纤维组件具有更高的复杂性和多种组分，但GO纤维的可逆组装模拟了自然界，并具有推动该领域前进的潜力。具体来说，应大力发展GO纤维结构的自我修复、自我传感和自驱动特性，最终将GO纤维应用于现实。

参考文献：Cruz-Silva R, Elías AL. Reversible fusion-fission fibers[J]. Science,2021,372(6542):573.