中科院团队模仿贝壳研制新材料
文章来源：环球塑化 更新时间：2020-10-13 14:29:27
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塑料制品能够给人们的生活带来便利，但由难以降解的塑料原料制成的塑料制品，其使用过后形成的塑料垃圾，也往往会对自然生态形成不利的影响。于是，寻求可降解材料替代传统塑料制品，成为塑料化工生产的重要发展方向。
近期，中国科学技术大学俞书宏院士团队，受天然贝壳启发，研制出一种新型薄膜材料，这种材料在强度、韧性、透光性等方面均表现出远超传统塑料的力学与光学性能，而且埋进土壤中约两个月即可无污染降解，或有望成为柔性电子器件等领域的理想材料。
贝壳是一种性能优良的天然材料，由“砖—泥”结构一层层“砌墙”而成。近期，俞书宏院士团队利用纳米黏土片和细菌纤维素两种天然组分，成功构筑了“砖—纤维”的仿贝壳层状结构，采用气溶胶辅助的生物合成法，研制出一种高性能复合薄膜材料。
“简单来说，细菌纤维素就是细菌‘吃了’葡萄糖后分泌出的一种物质，又细又长像绳索。”科研团队成员、中国科学技术大学博士后管庆方说，再把它与制成片状的黏土相结合，如同“用绳网把一层层的砖头捆绑起来”，就形成了一种性能强劲的新材料。
实验显示，这种新型薄膜材料的强度达到482兆帕，是目前常用商用塑料薄膜的6倍以上。具有良好的柔韧性，可以被折叠成各种形状，再展开后没有明显损伤。这种新材料还具有优异的透光性，在人眼可见光范围内实现超过73%的高透明度和超过80%的高光学雾度。
“如同毛玻璃的效果，既让光透进来但又不刺眼，这种‘匀光性'对制作手机屏幕等器件很重要。”管庆方说。
传统塑料薄膜在高温下极易软化变形，相比之下这种新材料具有优异的热稳定性，温度每改变100摄氏度，其尺寸变化仅为万分之三，在250摄氏度环境下仍能保持结构和性能稳定。更重要的是，独特的原材料成分，使这种新材料全生命周期绿色无污染，细菌纤维素在土壤中约两个月就会自然降解。
近期，《细胞》出版集团旗下学术期刊《物质》发表了该研究成果。据了解，由于兼具高性能、低成本、工艺简单等优点，这种新材料在柔性电子器件、新型显示、光电转换等领域很有竞争力。目前，科研团队正积极推进应用与产业化。我们可以期待该新材料的产业化与市场化，给电子制造增加更多更为环保的材料选择。 |
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