蠶寶寶吃下碳納米材料吐出[超強(qiáng)絲]
清華大學(xué)研究人員給蠶寶寶喂食石墨烯或者單壁碳納米管后，其吐出的“蠶絲”更加結(jié)實(shí)強(qiáng)韌。據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》雜志網(wǎng)站10日?qǐng)?bào)道，這種碳增強(qiáng)絲可應(yīng)用在耐久防護(hù)織物、可生物降解的醫(yī)學(xué)植入物及環(huán)保型可穿戴電子設(shè)備中。
為制作碳增強(qiáng)絲，清華大學(xué)的張瑩瑩和同事直接給蠶幼蟲(chóng)所食桑葉中噴淋了含有碳納米管或石墨烯(占總重0.2%)的水溶液，然后在幼蟲(chóng)吐絲結(jié)繭后收集蠶絲。
報(bào)道稱(chēng)，這種直接喂養(yǎng)含碳水溶液的方式，與直接處理已結(jié)繭蠶絲的方法相比，更簡(jiǎn)單也更環(huán)保。更重要的是，碳增強(qiáng)絲抵抗外力破壞的韌性增加一倍，承受的應(yīng)力高出至少50%。研究團(tuán)隊(duì)將這種絲加熱到1050攝氏度，并進(jìn)一步研究碳化后的蠶絲蛋白纖維的電導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)。拉曼光譜和電子顯微鏡成像表明，摻入納米材料的碳增強(qiáng)絲的晶體結(jié)構(gòu)排列更為有序。
上海東華大學(xué)高分子化學(xué)家沈青曾在2014年用30納米多壁碳納米管制造出新型絲纖維，他認(rèn)為張瑩瑩團(tuán)隊(duì)使用的1—2納米單壁碳納米管材料“更適合融入蠶絲蛋白晶體結(jié)構(gòu)”。
曾靠給蠶幼蟲(chóng)喂食納米二氧化鈦生產(chǎn)出抗紫外線降解絲綢的材料科學(xué)家張耀鵬說(shuō)，清華團(tuán)隊(duì)“提供了大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)度蠶絲纖維的簡(jiǎn)單方法，其出色的電導(dǎo)率使它更適合應(yīng)用在嵌入式智能紡織品及可閱讀神經(jīng)信號(hào)的傳感器中”。
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