物理科技生物学-PHYICA

蜘蛛丝激发了一种具有非凡的机械性能的格林兄弟百度云新材料

化学 2021-09-19 16:58:26

通过凯利奥克斯,挪威科技大学使用称为原子力显微镜的特别强大的显微镜,研究人员研究了硬质和软域之间的界面

信贷:张等人(2021)灵感来自极其强大的蜘蛛丝,NTNU的研究人员开发出一种蔑视先前在韧性和刚度之间进行的折磨的新材料

该材料是一种称为弹性体的聚合物,因为它具有橡胶状弹性

新开发的弹性体具有在一个重复单元中具有八个氢键的分子,并且这些键有助于均匀分布压力放在材料上,使其如此耐用

“”八氢键是非凡的机械性能的起源,“NTNU结构工程系的力学和材料教授Zhiliang Zhang说

该材料是在NTNU纳米植物中开发的,部分资助的挪威的CH理事会

难以致力于突出的物质,引入高于通常数量的氢键的想法来自自然

“蜘蛛丝含有相同种类的结构,”伊智卓卓说作为他pH的一部分开发新材料

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和POSTDOC工作

“”我们知道它可能导致非常特殊的性质

“此前,科学家们之前指出的是,蜘蛛丝绸特异性拖丝,它提供蜘蛛网的辐条和外缘 - 都是异常僵硬的并且坚韧

刚度和韧性在工程中是不同的性质,并且通常在反对中

僵硬材料可以在变形前承受大量的应力,而坚韧的材料可以在它们之前吸收大量的能量突破

玻璃,例如,玻璃刚性但不牢固

更大的韧性,现在,在合成弹性体中复制蜘蛛丝的双刚度和韧性尚未实现

“随着商业材料,如果您想要具有更高的刚度,您的韧性较低

这是一个贸易

你不能拥有两者,“张

球队的新弹性体具有独特的硬质和软域

在设计和制造之后,该团队使用原子力显微镜 - 具有纳米分辨率的分辨率 - 看看材料的底层结构,并观察到之间的界面硬质和柔软的区域

它们看到了它以及八个氢键分配应力,刚度的错配硬质和软结构域通过鼓励分支的任何裂缝而不是沿着直线路径继续散布,而不是继续散布,而是

“如果你有一个锯齿,你会产生一个大的骨折表面并消散更多能量因此,您有更高的韧性,“张

柔性电子器件的未来?与其机械性能一起,材料是光学透明的,研究表明它甚至在高于80°C的温度下可以自愈

如果可以缩放生产,新材料可以在柔性电子器件中使用一天 - 特别是可穿戴设备,更容易损坏和破损

张和他的同事提出了他们的材料专利3月,但他们继续介绍其他Desira其材料的BLE属性,其材料中的软域由称为PDMS的硅基聚合物组成,但研究人员可疑通过试验其他物质可以进一步改善机械性能

他们还想扩展材料的性质,以包括在低温下粘附在低温下的防冰冰,并防止贻贝和藻类等贻贝和藻类的水生生物 - 所以它可以在极端条件下使用,例如北极

“这种材料是一个良好的起点,但我们希望添加一些其他功能,”张

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