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英国研究设计出有弹性的超强人造纤维

英国剑桥大学的研究人员,其中包括印度籍人员,设计了一种超级强的、有弹性的人造蜘蛛丝,几乎完全由水构成。这种纤维,类似微型蹦极绳,因为它们可以吸收大量的能量,是可持续的,无毒,可以在室温下生产,可以用它来制做环保纺织品和传感器。

这种纤维是从糊状材料叫做水凝胶提取的,98%是水。剩下的2%的水凝胶是由二氧化硅和纤维素制成的,它们都是天然可用的材料,通过桶形分子“handcuffs”,也被称为瓜环,形成网络,结合在一起。不同成分之间的化学相互作用,使长纤维是从凝胶中拉出。

这种纤维从水凝胶中提取,形成长的、极细的线,直径仅为1米的百万分之一。大约30秒后,水份蒸发,留下一个纤维,既强力,又有弹性。来自剑桥的Darshil Shah说,虽然他们的纤维不如最强蜘蛛丝一样强力,但是他们可以支持的应力范围在100至150兆帕之间,这与其他合成纤维和天然蚕丝相似。

这种纤维能够在室温下自行组装,并通过超分子主客体化学过程结合在一起,这种化学过程依赖的不是共价键的作用力,共价键是原子共用电子。Shah补充说,他们认为这种制造纤维的方法可能是目前制造方法中的一种可持续的替代方法。

纤维的强度高于其它合成纤维,如纤维素粘胶和人造丝,以及人类或动物毛发等天然纤维。除了其强度,该纤维也表现出很高的阻尼能力,意味着他们可以吸收大量能量,类似蹦极绳。很少有合成纤维具有这种能力,但是高阻尼是蜘蛛丝的特点之一。

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