蠶寶寶吃下碳納米材料吐出超強(qiáng)絲

清華大學(xué)研究人員給蠶寶寶喂食石墨烯或者單壁碳納米管后，其吐出的“蠶絲”更加結(jié)實(shí)強(qiáng)韌。據(jù)《科學(xué)美國人》雜志網(wǎng)站10日報道，這種碳增強(qiáng)絲可應(yīng)用在耐久防護(hù)織物、可生物降解的醫(yī)學(xué)植入物及環(huán)保型可穿戴電子設(shè)備中。

為制作碳增強(qiáng)絲，清華大學(xué)的張瑩瑩和同事直接給蠶幼蟲所食桑葉中噴淋了含有碳納米管或石墨烯（占總重0.2%）的水溶液，然后在幼蟲吐絲結(jié)繭后收集蠶絲。

報道稱，這種直接喂養(yǎng)含碳水溶液的方式，與直接處理已結(jié)繭蠶絲的方法相比，更簡單也更環(huán)保。更重要的是，碳增強(qiáng)絲抵抗外力破壞的韌性增加一倍，承受的應(yīng)力高出至少50%。研究團(tuán)隊(duì)將這種絲加熱到1050攝氏度，并進(jìn)一步研究碳化后的蠶絲蛋白纖維的電導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)。拉曼光譜和電子顯微鏡成像表明，摻入納米材料的碳增強(qiáng)絲的晶體結(jié)構(gòu)排列更為有序。

上海東華大學(xué)高分子化學(xué)家沈青曾在2014年用30納米多壁碳納米管制造出新型絲纖維，他認(rèn)為張瑩瑩團(tuán)隊(duì)使用的1—2納米單壁碳納米管材料“更適合融入蠶絲蛋白晶體結(jié)構(gòu)”。

曾靠給蠶幼蟲喂食納米二氧化鈦生產(chǎn)出抗紫外線降解絲綢的材料科學(xué)家張耀鵬說，清華團(tuán)隊(duì)“提供了大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)度蠶絲纖維的簡單方法，其出色的電導(dǎo)率使它更適合應(yīng)用在嵌入式智能紡織品及可閱讀神經(jīng)信號的傳感器中”。

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