珍珠母激发超强塑料

 作者:太史摧     |      日期:2017-09-09 11:04:03
作者:Tom Simonite(图片来源:AAAS)一种在室温下由粘土制成的塑料,涂料和胶水的常用成分是一种坚固的钢材,与使用更高温度制成的材料相匹配该物质模仿珍珠母的结构,其创造者表示,他们的新技术的进一步发展可以提供更轻的防弹衣,以及飞机和车辆部件美国安娜堡密歇根大学的工程师Nicholas Kotov及其同事解决了一个困扰材料科学家30多年的问题 “当你试图制造一些可以放在手臂上的东西时,很难将单个纳米片或纳米管的强度转移到整个材料上,”科托夫解释说纳米管和其他结构具有令人印象深刻的机械强度,但让它们在复合材料中承受应变并不容易相反,用于将它们固定在一起的其他材料承受冲击和扣,扣或撕裂然而,新材料比迄今为止制造的任何纳米管纤维更硬 Kotov的团队使用了一种新的制造工艺,用一种名为聚乙烯醇(PVA)的聚合物制造新塑料,这种聚合物通常用于油漆和胶水,以及纳米级矿物质,构成一种称为蒙脱石的特殊粘土 1纳米厚的10纳米见方的粘土矿物颗粒非常坚固 PVA不是,但非常擅长包封和粘合小颗粒为了创建新材料,团队使用机械臂来构建层,一次一个材料它将一块玻璃浸入PVA溶液中,然后浸入含有粘土颗粒的溶液中一旦这两层干燥,该过程再次开始每种材料需要300层才能生产出一块塑料夹层包装材料的厚度透明薄片对压力的反应将使它得名“塑料钢”,Kotov说,如果它有点弹性它具有与凯夫拉尔相似的特性,以及一些坚固的陶瓷材料,所有这些都需要更多的能量来制造 “很难想象像粘土和PVA这样的日常材料组合可以提供如此独特的机械性能,”科托夫说他补充说,刚度和拉伸强度至少是之前制造的任何其他纳米复合材料的10倍两个特征赋予材料强度首先,层状结构允许粘土中的颗粒堆叠成“实体”布置,使它们彼此支撑这种安排类似于自然界中最强大的材料之一 - 母亲或珍珠母 - 由软体动物分层建立,它们将贝壳与它们对齐其次,PVA和粘土的混合物在层之间形成强而非永久的氢键这让Kotov称之为“魔术贴效应”,他们在压力下打破和改革 Kotov及其同事现在正在研究制造更大面积的塑料,并对该技术进行新的改变期刊参考:科学(第318卷,第80页)纳米技术 - 在我们不断更新的特别报告中关注新技术的出现更多关于这些主题: