新型复合材料蜘蛛丝性能远超天然蜘蛛丝

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2018-07-0323:57:42

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新型复合材料蜘蛛丝性能远超天然蜘蛛丝，意大利科学家研发高性能蜘蛛丝该新型蜘蛛丝中含有复合石墨烯或碳纳米管新型蜘蛛丝的性能远超常规天然蜘蛛丝。

意大利科学家研发高性能蜘蛛丝该新型蜘蛛丝中含有复合石墨烯或碳纳米管新型蜘蛛丝的性能远超常规天然蜘蛛丝8月16日消息，在科学杂志上《2D Materials》近期发表了一项最新研究成果报告，该报告显示用特殊的水溶液喂食蜘蛛后，获得了含有复合石墨烯或碳纳米管的高性能的蜘蛛丝。该成果是由意大利特伦托大学土木工程与环境学院的Nicola Pugno教授带领的团队与英国相关研究人员合作研发的，同时，Nicola Pugno还是伦敦大学玛丽皇后学院材料科学系的教授，在国际期刊刊登过300多种出版物，主要研究方向为纳米材料力学，仿生材料以及断裂力学。 Nicola Pugno称由于昆虫的蛋白质基质和硬组织含有生物矿物质，动物的某些组织有较高的强度和硬度，所以他们研究关注点是想知道在蜘蛛的生物蛋白中加入人工纳米材料是否能增强蜘蛛丝的性能，而复合石墨烯或碳纳米管材料有着十分良好的强度和硬度等物理性能。Nicola Pugno给三种蜘蛛喂食这种包含复合石墨烯或碳纳米管分子的水溶液之后，蜘蛛并没有消化这些材料，在吐出的蜘蛛丝中含有的复合石墨烯或碳纳米管分子。在进行测试时，这种新型复合材料的蜘蛛丝的断裂强度为5.4GPa，韧性模量高达1570J/g。而天然蜘蛛丝的断裂强度仅为1.5GPa，韧性模量也只有150J/g，这种新型复合材料的蜘蛛丝的性能远超天然蜘蛛丝。不过，这项研究还处于早期阶段，该团队在后续将会对这种新型蜘蛛丝进行应用性研究，未来可能会用于生产增强的仿生纤维。去年11月，清华大学也做了类似的实验，在给蚕喂食石墨烯或者单壁碳纳米管后，蚕丝的韧性增加了一倍，不过不同的是，该实验的主要研究方向为生产导电性能较高的蚕丝。类似新型蜘蛛丝和蚕丝这样的材料，能够获得天然材料不具备的性能，这对于未来人工合成材料有着重要的推动作用。