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浙江大學(xué)高分子系高超教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型纖維
2012-11-09  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)

   浙江大學(xué)高分子系高超教授的研究團(tuán)隊(duì)最近制造出了一種仿貝殼結(jié)構(gòu)新型纖維。這種纖維韌性好、強(qiáng)度高、能導(dǎo)電。今年10月24日,這一研究成果發(fā)表在著名科學(xué)期刊英國(guó)自然出版集團(tuán)旗下期刊《Scientific Reports》上。
   
    新型纖維就像人的頭發(fā)絲一樣,看上去平淡無(wú)奇。但由它制成的衣服,子彈無(wú)法穿透。
   
    高超教授說(shuō),制造新纖維的原料是石墨烯和一些有機(jī)高分子材料。
   
    石墨烯是人類(lèi)已知材料中最薄的一種,非常牢固堅(jiān)硬;它的導(dǎo)電性也很好。2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,在實(shí)驗(yàn)室從石墨中成功地剝離出石墨烯,證實(shí)它可以單獨(dú)存在,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
   
    石墨烯被科學(xué)家寄予厚望,在晶體管、透明電極、納米結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料、鋰離子電池、超級(jí)電容器等諸多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。石墨烯的特性,讓新型纖維有了神奇性能。
   
    新纖維的神奇之處還在于它的結(jié)構(gòu),它是模仿貝殼結(jié)構(gòu)而制成的。
   
    高教授說(shuō),大自然非常神奇,貝殼結(jié)構(gòu)很特別,如珍珠蚌的蚌殼,95%以上是碳酸鈣,還有少量天然高分子有機(jī)物。這兩者是一層碳酸鈣一層高分子材料有規(guī)律地堆積而成,科學(xué)家稱(chēng)之為“磚-灰結(jié)構(gòu)”。
   
    “磚-灰結(jié)構(gòu)”的材料,很硬且有一定的韌性(注,有彈性),比鋼鐵和陶瓷韌,比塑料要硬,運(yùn)用前景很廣闊?茖W(xué)家們一直想模仿這一結(jié)構(gòu)造出新材料,國(guó)外科學(xué)家已付出了20多年的努力,但還只能做出厘米級(jí)的薄膜樣品。
   
    高超教授團(tuán)隊(duì)紡出的纖維,像貝殼一樣,由一層石墨烯一層有機(jī)物的“磚-灰結(jié)構(gòu)”排列而成,雖然非常細(xì)小,但可以做成很長(zhǎng)的線。因?yàn)椴捎昧颂厥獠牧虾吞厥饨Y(jié)構(gòu),新型纖維的強(qiáng)度和韌性都比較理想,且可以導(dǎo)電,耐酸、耐堿,不怕水浸泡。
   
    這種特殊纖維,應(yīng)用很廣,織成的衣服可以防輻射和靜電。因?yàn)樾滦屠w維重量輕(只有同樣粗細(xì)金屬電線重量的約十分之一),可以做成更輕便的防彈衣。導(dǎo)電性好,在室溫下就可以生產(chǎn),不需要耗費(fèi)太多能源……
   
    目前高教授的團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步提高這種纖維的硬度、韌性等。高超教授說(shuō),也許在未來(lái),我們真的可以像蜘蛛俠那樣,噴出液體迅速凝結(jié)成為強(qiáng)韌的新型纖維,飄蕩在城市大樓之間。

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