基于生物的材料比蜘蛛丝更强大
寻求可行,可扩展的复合材料或金属的公司使用作为汽车和航空部位的骨干的金属,应该留意生物材料项目被瑞典最古老的技术大学陪伴,王皇家理工学院。
今年年初,研究人员透露,他们已经设计了一种纤维素纳米纤维 - AKA的树木和植物的建筑块 - 描述为八倍更加暴躁,比蜘蛛丝更强,通常认为是世界上最强烈的生物学衍生的物质。对于那些喜欢数据的人:它具有1.57种千兆卡帕斯的拉伸强度;蜘蛛丝范围为0.6至1.3 GPA。
根据Kth研究人员之一的丹尼尔Soderberg表示,轻质材料可以将来自汽车到汽车的航空部件到航空部件到家具,以便为诸如人工关节的医疗器械(尽管后一种用途)。它可用于更换一些金属,合金或陶瓷,帮助制造地址并降低通常与这些材料的生产相关的碳排放。
"One of the biggest challenges in fabricating engineering materials — materials that can be used to make ‘real products’ for society — from nanocomponents is to make use of the often-exceptional properties of the nanoscale building blocks in such a manner that the engineering material is able to retain these properties," Soderberg wrote in an email, in response to my questions about the project.
“在我们的工作中,我们已经成功地获得了一种这样的纳米成分,即纳米纤维素,它是自然界的高性能构建块,通过进化来构建树木和植物,从而制成一种可用的材料,具有同等的卓越力学性能。随着纳米组分的表现。“
他们是如何做到的
研究人员使用来自云杉和松树的现有市售纳米纤维产生了材料。It’s actually a mashup of multiple fibers: a series of individual fibers — each measuring about 2-5 nanometers in diameter and up to 700 nm long — is packed together by suspending them in deionized and low pH water in a 1-millimeter, stainless steel channel. This allows "supranuclear interactions" that join the individual strands together.
研究人员从大自然中获得了灵感:通过研究树木外部细胞壁的对齐以及它们如何结合在一起。(你知道,即使他们达到100英尺或更高的高度,也可以帮助他们保持其结构的那些。)您可以阅读更多细节这篇技术文章由Soderberg共同撰写,描述了研究。
什么是缺点?索德伯格的共同作者之一,Nitesh Mittal,告诉化学与工程新闻湿度可能影响纳米纤维的性能并削弱它们。这意味着纤维素纳米纤维必须与其他生物化材料结合以真正实用。
对生物材料的最大反对之一是与迁移到新制造业或运营过程相关的感知费用。根据今天所知,这种生物材料的生产过程将与创建Kevlar纤维的一个相同的成本,Soderberg回答另一个问题。
Kth团队正在努力努力制造瑞典研究组织的崛起生物经济,以生产更大的材料,以便在实际应用中进行测试。研究人员预计10月份将在10月份接受其过程的专利,这将指导下一个迈向商业化的步骤。