中国科学院刘佳 信用:Unsplash/CC0公共领域 如今，人们无法摆脱塑料
我们每年生产超过3亿吨塑料，其中超过40%被制成包装用薄膜
许多这类塑料薄膜产品，如塑料袋和食品包装纸，寿命只有几分钟到几小时，但它们可能会在环境中存留数百年
随着一次性塑料薄膜产品产量的迅速增加，世界处理这些产品的能力已不堪重负，塑料薄膜污染已成为最紧迫的环境问题之一
在阳光、风和波浪的作用下，只有一个塑料袋可以被分成多达1个
7500万微小碎片
从最高峰珠穆朗玛峰到最深的海槽马里亚纳海沟，这些所谓的微塑料已经在地球的每个角落被发现
它们在100多个物种中被发现，包括鱼、虾和鸟
在《物质》杂志上发表的一项研究中，教授领导的团队
中国科学院中国科学技术大学(USTC)的俞书鸿报道了一种超强、超韧、透明的珍珠质纳米复合膜，它是由活细菌的可持续成分构建而成的
这种可持续的膜是通过简单的一步发酵即所谓的气溶胶辅助生物合成过程制成的
这种新型发酵工艺将纳米材料沉积和纳米组装与细菌分泌过程相结合，以提高强度和透明度
得益于粘土纳米片和细菌纤维素的结合，这种薄膜加工了一种珍珠层启发的“砖和纤维”结构，提供了出色的机械强度
同时，粘土纳米片和细菌之间的相互作用产生了更细的细菌纤维素纤维，这进一步提高了膜的强度和透明度
这种珍珠母启发的复合膜在一种材料中具有多种有趣的宏观性质，包括独特的光学性质和优异的机械性质
得益于珍珠层启发的“砖和纤维”结构和更细的BC纤维，珍珠层启发的复合膜的透射率和雾度在整个可见光谱内分别大于73%和80%
结合高光学透射率和高光学雾度的独特光学性能对于光电子器件中的有效光管理是至关重要的，这对于塑料薄膜来说是具有挑战性的，因为它们具有均匀的结构
这种具有高透明度和雾度的珍珠质启发的复合膜可用作光管理中塑料替代品的潜在材料
同时，得到的珍珠质复合材料具有较高的强度(~482兆帕)和刚度(~15兆帕)，分别是聚酯薄膜的6倍和3倍以上
此外，良好的柔韧性允许珍珠质激发的复合材料折叠成所需的形状，并且在展开后没有可见的损伤
此外，珍珠质复合材料表现出极低的热膨胀系数(~3 ppm K-1)和高的最高使用温度(高达250℃)，这意味着珍珠质复合材料具有更好的热稳定性和尺寸稳定性，使其在日常使用中比塑料更安全、更可靠
与令人兴奋的生物基聚合物相比，我们的珍珠质复合材料显示出更好的机械和热性能，具有良好的可持续性
此外，鉴于发酵的内在特性，这种可持续的珍珠质复合材料的大规模生产可用于商业用途，预计在不久的将来
珍珠质复合材料不仅可以代替塑料，拯救我们免于被塑料淹没，还显示出作为下一代柔性电子基板材料的巨大潜力
一般来说，柔性电子器件的理想基板需要显示器的光学透明性、柔性和可折叠性、低成本和热循环下的尺寸稳定性
珍珠质复合材料集优异的机械、热学和光学性能于一体，作为一种新型柔性电子基板材料，将发挥重要作用
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