剑桥发表新人造蜘丝:用98%的水份,做出吸70%冲击力的强韧

2020-06-19|浏览量:841|点赞:946
剑桥发表新人造蜘丝:用98%的水份,做出吸70%冲击力的强韧

蜘蛛丝单位强度比钢或防弹背心材质克维拉还坚固,延展性极高,是公认最强韧的自然界纤维之一,也因此几十年来一直广受材料科学家所痴迷。

这个月剑桥大学发布了最新的人造蜘蛛丝技术,不仅耗能极低,不需使用有毒溶剂,而且在一般室温下就能製造,是至今最环保的人造蛛丝。作为蛛丝原料的凝胶成分有 98% 是水,其余 2% 是经过特殊处理的二氧化硅纳米粒子和纤维素,并藉由瓜环方法结合,二氧化硅和纤维素聚合物之间没有共价键,反而全都由非共价键组成,所以延展性极佳。而后再将其拉制成直径只有几微米的长丝。长丝约 30 秒后水分就会挥发掉,留下韧性和弹性都十分高的纤维。

蜘蛛丝本身是由各种蛋白质与脂类所组成的极複杂结构,複杂到科学家很难複製;而且虽然人造蜘蛛丝并不算新鲜事,每隔几年就会有相关研究出现,瑞典、美国或德国的科学家们就都有找到改变蛋白质的方法,有人用大肠桿菌、酵母生产新型丝蛋白,产生出强度更佳的人造蜘蛛丝,但这些方法几乎都要在高温环境下辅以有机溶剂製造,而且在接下来的量产化阶段都败了阵下来。

剑桥大学发明的纤维抗拉度约为 100兆帕到150兆帕,虽然不是强度最强的人造蛛丝,但它具有相当多优点,不仅成本低廉、耗能极低,阻尼性能佳可消散近 70%的冲击力,甚至有优秀的生物相容性,意味着可以用于医疗缝合,他们自称是相关研究至今最具规模生产潜力,甚至大幅翻转目前纺织业的技术。

想看详尽的研究成果,请见连结

上一篇: 下一篇:

相关推荐