美国物理研究所 丝绸用于纳米图案、电子器件、食品可持续性、可穿戴传感器、细菌污染传感和添加剂制造
作者:朱利亚·吉德蒂等
虽然丝绸最出名的是作为衣服和织物的一种成分,但这种材料有着丰富的用途,从生物医学到环境科学
在《应用物理学评论》中,塔夫茨大学的研究人员讨论了丝绸的特性以及这种材料最近和未来的应用
丝绸是一种重要的生物材料,因为它不会在人体内产生免疫反应,也不会促进细胞生长
它已经被用于药物输送,并且因为该材料是柔性的并且具有良好的技术性能,所以它是可佩戴和可植入健康监测传感器的理想选择
作为纳米尺度和微米尺度的光学透明和易于操作的材料,丝在光学和电子学中也是有用的
它被用来开发衍射光学、光子晶体和波导等器件
最近,丝绸成为可持续发展研究的前沿
这种材料是天然制造的,可以从回收或废弃的衣服和其他纺织品中再加工
丝绸涂层的使用也可以减少食物浪费,食物浪费是全球碳足迹的重要组成部分
作者朱利亚·吉德蒂说:“我们正在继续改善不同学科之间的整合。”
“例如,我们可以将丝绸用作药物输送的生物医学装置,但也可以在同一装置中包括光学响应
有一天,同样的过程也可以用于食品供应链
想象一下,有一种涂层既能保存食物,又能告诉你食物何时变质
" 丝绸用途广泛,通常优于更传统的材料,因为它可以很容易地进行化学改性,并根据某些特性进行调整,或者根据最终用途组装成特定的形式
然而,控制和优化这些方面取决于了解材料的来源
蚕自下而上组装蚕丝的研究由来已久,但对其构造仍缺乏全面的了解
该团队强调了理解这些过程的重要性,因为这可以让他们更有效地制造材料,并对最终功能有更多的控制
作者费奥伦佐·奥米内托说:“一个巨大的挑战是大自然非常擅长做事情,比如制作丝绸,但它覆盖了一个巨大的维度参数空间。”
“对于技术来说,我们希望制造出具有可重复性的东西,这需要能够控制一个具有内在可变性并经过数千年完善的过程
" 科学家们希望在未来看到更多的材料和设备使用丝绸,可能作为传感器的一个组成部分来获得关于人类和环境的紧急数据
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