科学家喂蚕宝宝吃纳米碳管和石墨烯,他们吐出了“超级蚕丝”!
大家以前都有养过蚕宝宝的经验吧?其实早在公元前2700年,中国就有养蚕抽丝、纺织丝绸的技术,不过如果你以为养蚕已经落伍,那你就错了,因为现在蚕宝宝可是科学家的热门研究对象!
中国北京清华大学的张莹莹副教授,多年来率领团队研究“低维纳米碳材料”的可控制备、性能调控与应用探索,希望能够制造拥有感测环境或传输能源功能的柔软电子器具;不过要找到符合要求的材料并不容易,例如普通的蚕丝应力仍不足,于是他们想要做些改进,让原本的蚕丝变得更加强韧。
一般来说,改造蚕丝最简单的方法,就是直接在蚕丝上添加化学物质,不过这一次研究团队使用更具挑战性的方法:让蚕宝宝直接吃下“纳米碳管”和“石墨烯”,从根本上改变蚕丝的分子结构!
这项实验听起来很大胆,但事实证明,他们的尝试成功了!研究人员将0.2%的纳米碳管及石墨烯溶液喷在桑叶上,让蚕吃下,等蚕化茧后抽丝。
结果得到的蚕丝韧性是普通蚕丝的两倍,可以承受比以往多50%以上的应力。研究人员还将蚕丝加热至1050℃使其碳化,研究它的导电性和结构,发现这种丝能够导电,且具有更有序的晶体结构。
另外,这些蚕丝可以嵌入在智慧型纺织品中,作为传感器和读取神经讯号,达到更广阔的用途。强韧蚕丝将有望成为一种更先进的材料,不过目前还存在一些问题。
首先,研究人员仍不知道蚕是如何将纳米材料纳入丝里,而纳入的百分比是多少,又有多少经由排泄或代谢流失。他们观察了线的横截面,并未在里头发现碳材料,因此也不确定是不是纳米颗粒含量低导致的。
目前要彻底了解这种“碳增强丝”,仍需研究人员与生物学家的共同合作。
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