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科学家研制可降解仿生透明薄膜 在自然条件下可以完全生物降解

2020-08-14 17:58:02来源:四海网综合

  塑料垃圾对生态环境造成了巨大危害,对人类健康也产生巨大的威胁,发展新一代可持续塑料替代材料迫在眉睫。记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队成功研制了一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜,成功构筑了“砖-纤维”仿贝壳层状结构,使该薄膜展现出远超传统塑料的力学性能,展现出比塑料薄膜更突出的综合性能。研究成果日前发表于《物质》上。

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  据介绍,这种高透明高雾度薄膜得益于致密的仿贝壳“砖-纤维”结构,通过薄膜内部孔隙的填充保证透光效果,通过纳米片-纤维素的界面散射保证光学雾度,从而可以在370—780纳米的可见光谱波长范围内,同时实现超过73%的高透明度和超过80%的高光学雾度。同时,该薄膜还具有高强、高韧的优异性能,分别是商用PET塑料薄膜的6倍和3倍以上。此外,纳米纤维三维网络和“砖-纤维”仿贝壳结构设计,有效抑制裂纹扩展,同时纤维变细效应可以提高材料内部纤维间的氢键密度、促进薄膜拉伸过程中的纤维滑移,从而使材料兼具高强度和高韧性。而且,该薄膜在250℃下仍能保持结构和性能稳定,在极端环境下具备比塑料薄膜更为优异的服役性能。

  研究人员表示,这种仿生薄膜材料集成了优异的光学、力学和热学性能,并且在自然条件下可以完全生物降解,克服了废弃塑料难以降解的问题,在满足柔性电子器件基底材料光学透明性、柔性、低成本以及高低温下的尺寸稳定性等要求的同时,全生命周期绿色无污染,在未来柔性电子器件领域将具有广泛的应用前景。

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