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天然材料研究的新方向,奥秘竟蕴藏在小小的蚕丝之中?

时间:2019-11-4点击:
太空之中的温度是非常低的,一些聚合物纤维如果在极度寒冷,温度超低的环境中就会变得比较脆,这是之前所认识的一个普遍的理论。可是现在科学家却似乎发现了一个反常的存在,因为经过这么多年的研究,研究学者发现,丝绸,也就是平时所说的蚕丝却能够承受超低温的环境。科学家表示,蚕丝能够承受零下200摄氏度的温度,甚至是更低,所以在寒冷的太空中使用是完全没问题的。



该研究小组专门地研究了动物所制造出来的这些丝,有一些动物的丝在冷却液氮的温度下能够保持自己的特性不变,像是蜘蛛的丝,要知道液态氮的温度可以达到零下196摄氏度。不过此次所研究的主要就是野生的蚕丝,这种蚕丝是比较粗的,而且更多的是被应用到商业之中。
科学家表示,此次发现的这些蚕丝似乎跟之前所提出的聚合物的基本原理是存在着一定的矛盾性,因为之前聚合物的基本原理认为在真正寒冷的情况下,聚合物纤维就会变得非常的脆弱,可是现在在这种极端寒冷的环境中,蚕丝却并没有跟预料之中那样展现出特别脆弱的特性,反而会变得更加的坚韧,而且还具有一定的延展性。



关于蚕丝的这些特性究竟是如何解释的,什么原因造成的,这让科学家非常的好奇。不过科学家认为这种应该是丝纤维核心的许多纳米及原纤维所造成的。该研究认为由于温度不断的降低,原纤维会变得比较硬,这种硬化的过程会让纤丝产生的摩擦力增加,摩擦反复会增加能量的转移,同时也抵抗了原纤维的滑移,另外温度的改变对于调节蚕丝蛋白分子的吸引力也是很重要的,会影响分子组成的核心特性。



所以这个研究团队最终所得出的结论就是,穿透纳米材料的裂缝被转移后会被迫绕很多的弯路,这样就会失去更多的能量,所以当大量的纳米纤维拉伸滑落,然后纳米纤维才能够断裂,这样丝绸纤维才会出现断裂的情况。当然对于这一发现也是突破了很多的极限,因为这种材料它是跨越了纳米和微米级,而且必须要在低于任何冷却器的温度下才能够进行相应的研究。



当然在未来科技不断的提升,而这种材料被广泛应用的前提下,更应该让人们记住的是,蚕丝不仅仅属于100%的生物纤维,另外它还是广大人民群众经过数千年不断的研究开发出来的一种农产品。
这项研究科学家认为可以用来设计和制造一些全新的复合工具,而这些材料可以直接使用天然的纤维,蚕丝在极端寒冷的环境下依旧能够顺利的完成各项工作,比如说直接在太空之中。



可以说这项研究的意义是很深远的,通过这一研究发现为我们揭示了蚕丝,它的应用会更加的广泛,而且更加的新颖,蚕丝从地球极地使用到平流层轻型的飞机新型复合材料使用,甚至可以直接应用到太空机器人旋转的巨型网中,在太空之中可以用来捕捉清理垃圾。
另外研究学者表示,这项研究对于我们了解天然的高性能材料的结构是很有帮助的,可以说指明了新的方向,带来了新的见解,当然也希望在未来会制造更多应用于低温的复合材料。另外这种天然丝,它很好的证明了自己是生产纤维里面的金标准材料,当然在这里不光是涉及到了化学,而且还有丝绸的纺纱方式,以及最终的结构。



总之随着对于这种丝绸不断的研究,它所展现出来的特性是令人惊奇的,相信随着不断的深入研究之后,这种材料的应用会更加的广泛,当然也会更好的为探索宇宙深空提供更多的帮助。
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