蚕丝强度和蜘蛛丝强度

2023-04-15 16:39 生活经验 0阅读 投稿:小七

11月9日,麻省理工学院和塔夫茨大学的研究人员在《自然-通讯》杂志上发表了一项最新研究,他们研究出了一种强度可匹敌蜘蛛丝的改造蚕丝。

蚕丝强度和蜘蛛丝强度图1

本次研究是由麻省理工学院土木与环境工程工程学教授Markus Buehler主导的,Markus Buehler于2000年获得斯图加特大学工艺与化学工程学士学位,并于2001年获得密歇根理工大学工程力学硕士学位,随后在斯图加特大学Max Planck金属研究所获得博士学位。据介绍,他的研究方向是材料科学、生物蛋白质材料的力学以及生物纳米材料建模等,曾参与过多篇纳米材料力学和工程应用力学的发表。

在今年1月份,Markus Buehler就研发出了一种比钢强度高10倍的石墨烯轻质材料。而本次研究出的材料是通过改造天然蚕丝获得的。MarkusBuehler将这种改造蚕丝称为RSF,即再生丝纤维。

蚕丝强度和蜘蛛丝强度图2

RSF的强度是普通蚕丝的两倍,根据资料显示,RSF的拉伸模量为7-15Gpa,这是一般的蚕丝7Gpa的两倍多,并且与蜘蛛丝10Gpa左右的拉伸模量也相差不多。具体来讲,研究人员将天然蚕丝的宏观结构通过溶液进行溶解,随后将溶液通过设备开口挤出,形成单根纤维。因为蚕丝重要的部分微观结构还保留着,所以蚕丝还保持这高强度的性能。

在此基础上,RSF还可以被制成网状、管状、片状等结构。值得一提的是,研究人员还在RSF上涂了一层碳纳米管制成柔性导电材料。不仅如此,由于蚕丝的成本较低,所以在未来市场应用也会很广泛,例如,医用缝合线、新组织生长的脚手架、各类传感器。

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