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(tài)形成不利影響。近期,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊受天然貝殼啟發(fā)研制出一種新型薄膜材料,在強度、韌性、透光性等方面表現(xiàn)出遠超傳統(tǒng)塑料的力學(xué)與光學(xué)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(lǐng)域的理想材料。
貝殼是一種性能優(yōu)良的天然材料,由“磚—泥”結(jié)構(gòu)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(gòu)筑了“磚—纖維”的仿貝殼層狀結(jié)構(gòu),采用氣溶膠輔助的生物合成法,研制出一種高性能復(fù)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(zhì),又細又長像繩索!笨蒲袌F隊成員、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后管慶方說,再把它與制成片狀的黏土相結(jié)合,如同“用繩網(wǎng)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(yōu)異的透光性,在人眼可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)超過73%的高透明度和超過80%的高光學(xué)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(tǒng)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(yōu)異的熱穩(wěn)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(huán)境下仍能保持結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)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(xué)術(shù)期刊《物質(zhì)》發(fā)表了該研究成果。據(jù)了解,由于兼具高性能、低成本、工藝簡單等優(yōu)點,這種新材料在柔性電子器件、新型顯示、光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域很有競爭力。目前,科研團隊正積極推進應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化。
責(zé)任編輯:宋清
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