我國科學家成功研制“可降解仿生透明薄膜”

來源:科技日報時間:2020-08-14 14:39:21

塑料垃圾對生態環境造成了巨大危害,對人類健康也產生巨大的威脅,發展新一代可持續塑料替代材料迫在眉睫。記者從中國科學技術大學獲悉,該校俞書宏院士團隊成功研制了一類超強、超韌、透明的高性能可持續仿貝殼復合薄膜,成功構筑了“磚-纖維”仿貝殼層狀結構,使該薄膜展現出遠超傳統塑料的力學性能,展現出比塑料薄膜更突出的綜合性能。研究成果日前發表于《物質》上。

據介紹,這種高透明高霧度薄膜得益于致密的仿貝殼“磚-纖維”結構,通過薄膜內部孔隙的填充保證透光效果,通過納米片-纖維素的界面散射保證光學霧度,從而可以在370—780納米的可見光譜波長范圍內,同時實現超過73%的高透明度和超過80%的高光學霧度。同時,該薄膜還具有高強、高韌的優異性能,分別是商用PET塑料薄膜的6倍和3倍以上。此外,納米纖維三維網絡和“磚-纖維”仿貝殼結構設計,有效抑制裂紋擴展,同時纖維變細效應可以提高材料內部纖維間的氫鍵密度、促進薄膜拉伸過程中的纖維滑移,從而使材料兼具高強度和高韌性。而且,該薄膜在250℃下仍能保持結構和性能穩定,在極端環境下具備比塑料薄膜更為優異的服役性能。

研究人員表示,這種仿生薄膜材料集成了優異的光學、力學和熱學性能,并且在自然條件下可以完全生物降解,克服了廢棄塑料難以降解的問題,在滿足柔性電子器件基底材料光學透明性、柔性、低成本以及高低溫下的尺寸穩定性等要求的同時,全生命周期綠色無污染,在未來柔性電子器件領域將具有廣泛的應用前景。(記者:吳長鋒)

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