【大澳门威尼斯人赌场官网2018年06月08日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者晨曦编译报导)近期,一个国际研究团队发明了一种新的生物降解材料,其强度超过钢和蜘蛛丝。这种新材料由植物的基本构成要素、碳纳米纤维(CNFs)制成,该项研究结果发表在《美国化学协会-纳米》(ACS Nano)期刊上。
“我们成功地将CNFs的独特力学性能转移到一种肉眼可见的轻型材料上,这种材料对环境无害,可作为塑料的替代品用于飞机、汽车、家俱和其它产品,”瑞典皇家理工学院的索德伯格(Daniel Soderberg)博士解释道。“该材料甚至还有可能用于生物医学,因为人体对纤维素并不排斥。”
索德伯格和同事们使用的原料是市场上能买得到的CNFs,直径只有2至5纳米,长度为700纳米。
他们将纳米纤维悬浮于水中,并置于一个仅1毫米宽的小通道,通过两对垂直水流,额外的去离子水和低pH值的水从两端进入通道,将纳米纤维挤压在一起并加速。该过程被称作流体动力聚焦,用以帮助纳米纤维朝正确方向排列整齐,并形成一根肉眼可见的线。
在未使用胶或其它任何材料的情况下,纳米纤维自行聚集形成一根紧实的线,由纳米纤维之间的超分子力聚合在一起,比如静电引力和范德华力。
为优化这一过程,研究者们使用了德国电子同步加速器研究所(DESY)的X射线光源PETRA III。X射线被用来分析这根线在形成过程中的详细结构。
研究者们造出了厚度为15微米且长达数米的线。测量结果显示,其抗拉刚度为86 GPa,是天然蜘蛛丝的8倍;抗张强度为1.57 GPa,也高于蜘蛛丝。这种生物材料的强度也超过了钢或其它任何金属、合金、玻璃纤维及大多数的合成材料。◇
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