蠶寶寶吃下石墨烯吐的“蠶絲”更強韌

清華大學研究人員給蠶寶寶喂食石墨烯或者單壁碳納米管后,其吐出的“蠶絲”更加結(jié)實強韌。據(jù)《科學美國人》雜志網(wǎng)站報道,這種碳增強絲可應用在耐久防護織物、可生物降解的醫(yī)學植入物及環(huán)保型可穿戴電子設備中。

為制作碳增強絲,清華大學的研究人員直接給蠶幼蟲所食桑葉中噴淋了含有碳納米管或石墨烯(占總質(zhì)量0.2%)的水溶液,然后在幼蟲吐絲結(jié)繭后收集蠶絲。

報道稱,這種直接喂養(yǎng)含碳水溶液的方式,與直接處理已結(jié)繭蠶絲的方法相比,更簡單也更環(huán)保。更重要的是,碳增強絲抵抗外力破壞的韌性增加一倍,承受的應力高出至少50%。研究團隊將這種絲加熱到1 050℃,并進一步研究碳化后的蠶絲蛋白纖維的電導率和結(jié)構(gòu)。拉曼光譜和電子顯微鏡成像表明,摻入納米材料的碳增強絲的晶體結(jié)構(gòu)排列更為有序。

曾靠給蠶幼蟲喂食納米二氧化鈦生產(chǎn)出抗紫外線降解絲綢的材料科學家張耀鵬指出,清華團隊提供了大規(guī)模生產(chǎn)高強度蠶絲纖維的簡單方法,其出色的電導率使它更適合應用在嵌入式智能紡織品及可閱讀神經(jīng)信號的傳感器中。