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科學家研制可降解仿生透明薄膜

科技日報塑料廢棄物對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了極大的危害,開發(fā)新一代可持續(xù)的塑料替代材料迫在眉睫。記者從中國科學技術大學了解到,俞樹鴻院士團隊成功研制出一種超強、超韌、透明、高性能的可持續(xù)類殼復合膜,并成功構(gòu)建了“磚-纖維”類殼層狀結(jié)構(gòu),使薄膜表現(xiàn)出遠超傳統(tǒng)塑料的力學性能和比塑料薄膜更突出的綜合性能。研究結(jié)果最近發(fā)表在《材料》雜志上。

據(jù)介紹,這種高透明度和高霧度膜受益于致密的殼狀“磚狀纖維”結(jié)構(gòu),通過填充膜的內(nèi)部孔來保證光傳輸效果,并通過納米片和纖維素的界面散射來保證光學霧度,從而在370-780納米的可見光譜波長范圍內(nèi)實現(xiàn)73%以上的高透明度和80%以上的高光學霧度。同時,該薄膜還具有高強度和高韌性的優(yōu)異性能,分別是市售聚酯塑料薄膜的6倍和3倍。此外,納米纖維三維網(wǎng)絡和“磚-纖維”殼狀結(jié)構(gòu)設計可以有效抑制裂紋擴展,纖維細化效應可以提高材料中纖維之間的氫鍵密度,促進薄膜拉伸過程中的纖維滑移,使材料兼具高強度和高韌性。此外,該薄膜在250℃下仍能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和性能,在極端環(huán)境下比塑料薄膜具有更好的使用性能。

研究人員表示,這種仿生薄膜材料集優(yōu)異的光學、機械和熱性能于一體,在自然條件下可以完全生物降解,克服了廢塑料難以降解的問題,滿足了柔性電子器件基板材料的光學透明性和柔韌性的要求。同時,它充滿了生命,

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