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剑桥团队从脱水材料中制作强纤维

时间:2022-01-18 10:50:06 | 来源:
礼貌:剑桥大学剑桥大学设计的科学家设计了超强纤维,纤维几乎完全由水组成,可用于制造纺织品,传感器和其他材料。类似于微型蹦极绳索的纤维,它们可以吸收大量能量,是可持续的,无毒,可以在室温下制作。这是一支建筑师和化学家团队的新方法不仅提高了较早的制造合成方法蜘蛛丝,由于它不需要高能量手术或广泛使用有害溶剂,但它可以大大提高制造各种合成纤维的方法,因为其他类型的合成纤维也依赖于高能,有毒的方法。结果在国家科学院杂志上报道.Spider Silk是大自然最强大的材料之一,科学家一直试图模仿其各种应用的特性,成功变化。“我们还尚未充分地重新创建蜘蛛旋转丝绸的优雅,”来自剑桥建筑部的达斯·施博士说。由剑桥队设计的纤维从叫做水凝胶的散热器的冰块“旋转”是98%的水。剩余的两百分之二分之二的水凝胶由二氧化硅和纤维素,自然可用材料制成,在网络中通过桶形分子“手铐”在网络中被称为Cucurbitulils。不同部件之间的化学相互作用使得从凝胶中拉出长纤维。纤维从水凝胶中拉出,形成长,极薄的螺纹 - 几百百万米的直径。在大约30秒后,水蒸发,留下纤维,既强壮,又要强烈。“虽然我们的纤维不如最强的蜘蛛丝网那么强,但它们可以支持100至150兆帕斯卡的压力,这类似于其他合成和天然丝绸,“沙阿说。“然而,我们的纤维是无毒的,更少的能量密集。”纤维能够在室温下自组装,并通过超分子宿主 - 客体化学保持在一起,这依赖于共价键以外的力,原子分享电子。“当你看看这些纤维时,你可以看到一系列不同的力量在不同的尺度上举起一系列,”剑桥化学部的博士学生玉把吴说,以及纸张的领先作者。“这就像一个层次结构,导致复杂的性质组合。”纤维的强度超过了其他合成纤维的强度,例如基于纤维素的粘胶和人造丝网,以及人类或动物发的天然纤维。除了它的优点外,纤维还显示出非常高的阻尼能力,这意味着它们可以吸收大量的能量,类似于蹦极绳索。有很少的合成纤维具有这种容量,但高阻尼是蜘蛛丝的特殊特征之一。研究人员发现,某些情况下的阻尼能力甚至超过了天然丝网。“我们认为这种制造纤维的方法可以是目前制造方法的可持续替代品,”沙拉说。研究人员计划进一步探讨纤维的化学,包括制造纱线和编织纤维。本研究是由奥伦桑曼教授领导的化学系聚合物合成的梅尔维尔实验室之间的合作结果;与迈克尔博士Ramage博士领导的建筑部自然材料创新中心。这两组对不同尺度和学科的自然和自然启发材料,流程及其应用具有共同兴趣。该研究得到了英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)和杠杆林信托的支持。(SV)

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