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我國科學家仿貝殼研制出“超強韌”綠色材料

2020年10月04日 09:13:39 來源: 新華網

????新華社合肥10月3日電(記者徐海濤)塑料制品給人們生活帶來便利,但難以降解的塑料垃圾會對生態形成不利影響。近期,中國科學技術大學俞書宏院士團隊受天然貝殼啟發研制出一種新型薄膜材料,在強度、韌性、透光性等方面表現出遠超傳統塑料的力學與光學性能,埋進土壤中約兩個月即可無污染降解,有望成為柔性電子器件等領域的理想材料。

????貝殼是一種性能優良的天然材料,由“磚—泥”結構一層層“砌墻”而成。近期,俞書宏院士團隊利用納米黏土片和細菌纖維素兩種天然組分,成功構筑了“磚—纖維”的仿貝殼層狀結構,采用氣溶膠輔助的生物合成法,研制出一種高性能復合薄膜材料。

????“簡單來說,細菌纖維素就是細菌‘吃了’葡萄糖后分泌出的一種物質,又細又長像繩索?!笨蒲袌F隊成員、中國科學技術大學博士后管慶方說,再把它與制成片狀的黏土相結合,如同“用繩網把一層層的磚頭捆綁起來”,就形成了一種性能強勁的新材料。

????實驗顯示,這種新型薄膜材料的強度達到482兆帕,是目前常用商用塑料薄膜的6倍以上。具有良好的柔韌性,可以被折疊成各種形狀,再展開后沒有明顯損傷。這種新材料還具有優異的透光性,在人眼可見光范圍內實現超過73%的高透明度和超過80%的高光學霧度。

????“如同毛玻璃的效果,既讓光透進來但又不刺眼,這種‘勻光性'對制作手機屏幕等器件很重要?!惫軕c方說。

????傳統塑料薄膜在高溫下極易軟化變形,相比之下這種新材料具有優異的熱穩定性,溫度每改變100攝氏度,其尺寸變化僅為萬分之三,在250攝氏度環境下仍能保持結構和性能穩定。

????更重要的是,獨特的原材料成分,使這種新材料全生命周期綠色無污染,細菌纖維素在土壤中約兩個月就會自然降解。

????近期,《細胞》出版集團旗下學術期刊《物質》發表了該研究成果。據了解,由于兼具高性能、低成本、工藝簡單等優點,這種新材料在柔性電子器件、新型顯示、光電轉換等領域很有競爭力。目前,科研團隊正積極推進應用與產業化。

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[責任編輯: 劉曉君 ]
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