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突破!我国科学家研制出新型仿生新材料 有望替代塑料带来更优性能

2020-11-15 15:27 前瞻网   

塑料在当今极为普遍,并已在许多行业中广泛使用,但带来了严重的环境挑战。某些类型的塑料不会在环境中分解,并且会构成重要的污染源。而替代塑料所面临的挑战是,可持续材料通常意味着有限的机械性能和复杂的制造工艺。

来自中国科学技术大学的研究人员认为,他们已经研发出了一种替代品,可以替代传统的石油基塑料。

突破!我国科学家研制出新型仿生新材料 有望替代塑料带来更优性能

近期,中国科学技术大学俞书宏院士团队运用仿生结构设计理念,研发出一种被称为“定向变形组装”的新材料制造方法。基于这种方法,他们将纤维素纳米纤维和二氧化钛包覆的云母片复合,制备出具有仿生结构的高性能可持续结构材料。

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这样的制造过程和多尺度水平,有助于材料负荷的重新分配和韧性。

据悉,这种新材料采用仿珍珠母的结构设计(类似砖和砂浆之类的层次结构),既具有远高于工程塑料的强度,又有很强的韧性和抗裂纹扩展性能。

结果显示,使用制造工艺的材料的韧性,是聚酰胺和芳族聚碳酸酯等高性能工程塑料的2倍。

新材料的另一个重要优势是它可以适应更宽的温度范围。研发团队表示,在-130℃至150℃的温度范围内,其尺寸几乎没有变化,与塑料的剧烈收缩和膨胀形成鲜明对比。在室温下,它的热膨胀系数仅为大多数塑料的约十分之一。

这项研究成果日前已发表于国际知名学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4083LWJ

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