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当蚕丝“偶遇”碳纳米管


来源:中国科学报

[导读]  前不久,美国《应用纳米材料》期刊发表一篇题为《分子与碳纳米管交互作用和透明生物降解设备选择性加热,能够增强丝纤蛋白膜的螺旋结构》的文章,该文章指出,丝绸与碳纳米管结合在一起可以制造新一代生物医学设备和瞬态生物降解的电子产品。

中国粉体网讯  前不久,美国《应用纳米材料》期刊发表一篇题为《分子与碳纳米管交互作用和透明生物降解设备选择性加热,能够增强丝纤蛋白膜的螺旋结构》的文章,该文章指出,丝绸与碳纳米管结合在一起可以制造新一代生物医学设备和瞬态生物降解的电子产品。


蚕丝是一种非常有价值的材料,它源自一种天然纤维结构,人类利用它来制造高品质衣物已有数千年历史。直到近年来,蚕丝的特殊结构才引起科学家的关注,基于它的生物兼容性、生物降解性和力学灵活性,科学家认为蚕丝潜在诸多应用前景,如生物电子学领域。研究报告作者、斯万森工程学院工业工程系副教授Mostafa Bedewy表示,问题在于如果将丝绸用于这些科技前沿领域,我们不希望它以纤维形式出现,而是希望这种材料是再生丝蛋白,它也叫作蚕丝蛋白,是一种具有光学、力学和化学性能的薄膜结构。


研究人员表示,这些再生丝蛋白通常遇水将出现化学不稳定,而且由于蚕丝蛋白薄膜精准控制再生丝蛋白薄膜中的分子结构较困难,其力学性能较差。对此,Mostafa Bedewy和纳米产品实验室同事对碳纳米管进行了广泛深入研究,他们认为,纳米管和纤维蛋白之间的分子相互作用,能够“调整”再生丝蛋白结构。


Mostafa Bedewy解释称,碳纳米管具有特殊作用,当它们分散在分子聚合物基质中,暴露在微波辐射下,会出现局部升温。因此我们想知道是否可以利用这种独特现象,在碳纳米管—再生丝蛋白复合材料中的丝蛋白周围形成所需要的结构转变。


Mostafa Bedewy还指出,微波辐射结合溶剂蒸汽处理,可产生一种与人造聚合物相媲美的柔韧透明薄膜,但是该薄膜具有可持续性和可降解性。该薄膜可潜在应用于柔性电子器件、生物医学设备和瞬态电子器件,例如,在人体内持续工作数个小时至数周时间的自然降解传感器。


“从科学技术角度来看,关于纳米管表面功能性和蛋白质分子之间的相互作用仍有许多需要理解的方面;从工程设计角度来看,我们希望开发设计可扩展的制造工艺,将天然蚕茧转变成为功能性薄膜,用于下一代可穿戴和植入式电子产品设计。”Mostafa Bedewy说。


(中国粉体网编辑整理/青禾)

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