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中科大研究人员发明新的高性能可持续材料,有望替代塑料

2020-11-16 08:38
快科技
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日常使用中各种塑料制品方便了大家的生活,然而塑料导致的白色污染一直是个难题,现在中科大研究人员发明了一种新的高性能可持续材料,有望替代塑料。

塑料制品主要来源于石油化工,多年来科学家们一直希望寻找到可替代的材料,特别是无污染的生物基可持续结构材料,然而这种材料机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制导致了生产成本、规模无法跟塑料相比,替代塑料没有可行性。

据中国科技大学消息,俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制,发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法,实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。

根治白色污染 中国科学家研制出可替代塑料的新材料

通过这种定向变形组装方法,团队成功地将纤维素纳米纤维(CNF)和二氧化钛包覆的云母片(TiO2-Mica)复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能,有望成为石油基塑料的替代品。

该工艺过程宜于放大,产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽,使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。

根治白色污染 中国科学家研制出可替代塑料的新材料

该材料具有仿珍珠母的结构设计,这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构,使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料,并兼具高强度和高韧性的优良特性。

不仅如此,这种材料的热性能、机械性能等指标也非常优秀,这种全天然仿生结构材料比塑料更安全、更可靠,从而使其在高温或可变温度下能够替代塑料而成为一种可持续、轻便、高性能的塑料替代品。

相关研究结果最近已经发表在了《自然·通讯》杂志上。

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