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新型纳米纤维将能防水、绝缘甚至发光

发布时间:2018-11-26      点击次数:1760

来源:高分子科技


受北极熊、荷叶以及壁虎启发,美国密歇根大学(UM)和威斯康辛大学(UW)的研究人员发现了一种新方法,可以使阵列的纳米纤维变成特殊的“分子毯”。这种纤维层可兼具防水、绝缘和发光等多种特性。UM化学工程教授、论文作者乔尔格拉汗(Joerg Lahann)说:“这个发现非常不可思议。”

 

由液晶模板化的香蕉状纳米纤维的电子显微镜照片。

 

  北极熊的毛发具有奇特的保温功能——既可以使光很容易地进入,又能保证热量不会轻易散失。荷叶的表面有阵列的微观蜡质小管,它们对水不具有亲和力。壁虎脚上的纳米级茸毛使其能通过原子吸引力牢牢吸附住爬行表面。研究人员希望模仿这些“超能力”,并将其整合到阵列纳米纤维中。拉汗说:“这意味着我们需要找到一种截然不同的方法来制造纳米纤维。”拉汗等发现,较之于含垂直纳米纤维的表面,含有弯曲纳米纤维的表面之间的贴合更紧密——顺时针和逆时针缠绕的纳米纤维可以产生维克罗魔术贴一样的效果。

 

  他们还试验了光学性能,制造出一种发光的材料。研究小组认为,有可能制造出一种像北极熊皮毛一样的结构,其中的单个纤维结构可以引导光线。但是分子地毯并不是初的计划。Abbott教授说:“这一发现强化了我的观点,即科学和工程领域的进步发生在事情没有按计划进行的时候。”他说:“你只要保持警觉,把失败的实验视为机遇就行了。

 

  他们利用液晶作为模板剂,引导纳米纤维的“生长”,使其具有特殊的香蕉状形态。Lahann教授评价说:“我们采用了多种方法控制纳米纤维的结构,并且这种调控是三维式的。”这项研究结果发表在《科学》杂志上。

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