科學(xué)家利用魷魚環(huán)齒上的仿生蛋白質(zhì) 創(chuàng)造了層狀二維材料！
據(jù)最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》報道，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員利用魷魚環(huán)齒上的仿生蛋白質(zhì)創(chuàng)造了一種復(fù)合的層狀二維材料，這種材料具有抗斷裂和很強的彈性。
大自然創(chuàng)造出像骨頭、貝殼這樣的分層材料，正是這種多級結(jié)構(gòu)才確保了骨頭具有極高的抗斷裂強度，得以支撐龐大的身體。骨頭中含有無數(shù)空隙，然而，隨著生長發(fā)育，它對缺陷的敏感度會降低。這意味著即使骨頭已經(jīng)含有諸多“缺陷”，也依然具有較高的強度。
賓夕法尼亞州立大學(xué)高級纖維技術(shù)中心主任、勞埃德和多羅夕福爾哈克仿生材料主席梅利克·德米雷爾和多蘿西·福爾·哈克表示：“研究人員很少報告骨頭和貝殼的這種界面特性，因為它很難通過實驗進(jìn)行測量。”
以此為靈感，新開發(fā)的復(fù)合二維材料是由像石墨烯或MXene(通常是過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物)這樣的原子層厚的硬材料組成的，這些材料之間被一層?xùn)|西粘合并隔開。雖然大塊石墨烯或MXene具有塊體性能，但二維復(fù)合材料的強度來自界面性質(zhì)。
德米雷爾介紹說，他們使用的是一種界面材料，可通過重復(fù)序列加以修改，從而能夠微調(diào)性質(zhì)，讓它變得靈活而強大。此外，這種材料還具有獨特的熱傳導(dǎo)性質(zhì)。
“這種材料很適合做跑鞋的鞋墊。”德米雷爾說，“它可以給腳部降溫，反復(fù)彎曲也不會把鞋墊弄壞。”這些二維復(fù)合材料還可用于柔性電路板、可穿戴設(shè)備和其他需要強度和靈活性的設(shè)備。
根據(jù)德米雷爾的說法，傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)理論無法解釋為什么這些材料既堅固又靈活，但模擬表明，界面很重要。當(dāng)組成界面的材料比例較高時，當(dāng)材料受到壓力時，界面會發(fā)生局部斷裂，但作為整體的材料不會斷裂。
標(biāo)簽： 魷魚環(huán)齒 仿生蛋白質(zhì) 層狀二維材料 二維分層復(fù)合材料
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