该生物基材料,它比蜘蛛丝更强大
公司寻求可行的,可扩展的替代品用于汽车和航空零部件骨干复合材料或金属应保持他们的眼睛上生物材料项目由瑞典最古老的技术大学,KTH皇家理工学院牵头。
今年年初,研究人员也透露,他们已经设计了一种纤维素纳米纤维 - 又名树木和植物积木 - 描述为八次硬,比蜘蛛丝更强的20%,通常被认为是世界上最强的生物衍生物质。对于那些谁像数据:它有1.57吉帕的拉伸强度;蜘蛛丝的范围从0.6至1.3 GPA。
轻质材料能有从汽车到航空件家具医疗设备,如人工关节在各种领域的应用(虽然后者的用途将需要更长的时间出现),根据丹尼尔·索德伯格,KTH的研究人员之一。它可以被用来代替一些金属,合金或陶瓷,帮助制造地址和减少通常与生产这些材料的相关联的碳排放。
"One of the biggest challenges in fabricating engineering materials — materials that can be used to make ‘real products’ for society — from nanocomponents is to make use of the often-exceptional properties of the nanoscale building blocks in such a manner that the engineering material is able to retain these properties," Soderberg wrote in an email, in response to my questions about the project.
“在我们的工作中,我们成功地获得了一种这样的纳米组分,即纳米纤维素,这是大自然通过进化而制成的高性能建筑块,用于建造树木和植物,以制造一种可用的……具有同等机械性能的材料与nanocomponent的性能。”
他们是如何做到的
研究人员创建使用云杉和松树现有的商用纳米纤维材料。It’s actually a mashup of multiple fibers: a series of individual fibers — each measuring about 2-5 nanometers in diameter and up to 700 nm long — is packed together by suspending them in deionized and low pH water in a 1-millimeter, stainless steel channel. This allows "supranuclear interactions" that join the individual strands together.
研究人员得到了他们的灵感来自大自然:通过研究树木的外细胞壁的定位和债券它们如何协同。(你知道,那些帮助他们保持结构,甚至当他们达到100英尺或更高的高度。)你可以阅读更多的细节本技术文章由索德伯格描述研究共同撰写。
有什么缺点?一个索德伯格的合着者,Nitesh米塔尔,告诉化学化工新闻该湿度会影响纳米纤维的性能和削弱它们。这意味着纤维素纳米纤维必须与其他生物基材料相结合,是真正实用的。
一个最大的反对到生物材料是迁移到新的制造或操作过程相关联的感知费用。基于正是今日众所周知,这种生物材料生产过程中会进行成本上与创建芳纶纤维相提并论,索德伯格在回答另一个问题时写道。
第K个团队正在与RISE生物经济,另一个瑞典的研究机构,在努力生产,以测试它在实际应用中数量较多的材料。研究人员希望接收十月的过程中的专利,这将引导下一步走向商业化。