虽然伯格伦德的这种“纳米纸”韧性很强,也很硬,但它是利用在传统纸张中发现的生物材料——纤维素制成的。这种长长的糖分子是植物细胞壁的一种最主要成分,也是地球上最普遍的有机化合物。木材一般是由大约一半纤维素和其他结构化合物混合而成。
在植物细胞壁中,单个纤维素分子彼此固定在一起,形成直径大约是20纳米的纤维,这种纤维比人类发丝细5000倍。这些纤维形成强韧的网,为细胞壁提供支撑结构。伯格伦德说:“纤维素纳米纤维是所有植物结构的主要支撑物,它的特点是,大小以纳米计算,具有高强度和强大韧性。”
纤维素是从造纸的木材里提取出来的,是玻璃纸的主要成分,最近人们又将它应用到科学家研发的新奇的塑胶材料中。但是他们仅把它作为一种廉价的填充材料,并不理睬它的机械性能。然而,造纸木材被施加的机械过程和这个过程对纸张中的单个纤维素纤维造成的损坏,都大大降低了纸张的韧性。因此伯格伦德和同事们研发了一种能保护纤维的韧性的更加温和的加工过程。
这种新方法包括,利用酶分解木质纸浆,然后借助一个机械搅拌器将它分段。产生的切变应力导致纤维素分解成组成纤维。结果是,未受损的纤维素纤维浮在水中。将水排干后,伯格伦德发现,这些纤维通过氢键结合在一起构成网状,形成平滑的“纳米纸”。机械测试显示,这种纸具有214兆帕的抗张强度,比铸铁(130兆帕)还强韧,几乎跟建筑所用钢铁(250兆帕)的强度一样。常规纸张的抗张强度不超过1兆帕。该测试使用的纸张是40毫米长,5毫米宽,大约50微米厚。
纳米纸具有上述性能的秘密是,它不仅具有未受损的纤维素纤维的强度,而且还包括纤维素纤维形成网状的方式。虽然这些纤维素纤维牢牢地固定在一起,但是它们仍能滑动和避开对方,以消除张力和压力。单个纤维素纤维比常规纸张中的更小。伯格伦德说:“常规纸张网有直径为30微米的纤维,这种新纸张中的纤维直径是常规纸张的3倍。与常规纸张网相比,这种纸拥有的缺点很少。”英国曼彻斯特大学的聚合体科学家斯蒂芬·埃克霍恩说:“这项‘成就’非常明显地显示出纤维素纳米纤维为强化物提供基本成分的潜能。”
| 1
消费税施压奢侈品业化妆品行业有待观望 |
[439次] |
| 2
外贸出口史上最苛刻的条件 |
[382次] |
| 3
福建南安打造“童鞋之都”年产值逾40 |
[307次] |
| 4
我国北方10省区原料奶价格首次出现下 |
[304次] |
| 5
数控重型机床——畅销美欧 |
[294次] |
| 6
08年上半年塑料橡胶模具在进出口中占 |
[266次] |
| 7
原油收高影响 塑料或将受其支撑 |
[261次] |
| 8
中国陶瓷窑炉研发制造基地落户佛山 |
[256次] |
| 9
造纸等百亿项目拟落户云南 |
[243次] |
| 10
我国每年报废5000多万只蓄电池 有 |
[239次] |
| ·收评:沪指八连阴跌破2 | ·中国应以越南金融危机为 | ||
| ·CPI涨幅虽趋缓但通胀 | ·各地工资涨幅"指导价" | ||
| ·研究报告:越南金融危机 | ·自然灾害频繁 期待"灾 | ||
| ·警惕经济风险 加大力度 | ·传递爱心---北京泉州 | ||
| ·国家统计局:我国不会恶 | ·预期价格管制放松 能源 | ||
备案号:闽B2-20040065 营业执照注册号:3505002002303 |