Новый самый прочный биоматериал

Древесина является одним из самых прочных материалов в природе, но это не значит, что его нельзя сделать ещё прочнее.

Нить, которую плетёт паук, долгое время занимала титул самого прочного природного биоматериала, поэтому ученые пытались его использовать, копировать и даже улучшать в течение многих лет. Теперь исследователи из Королевского технологического института (KTH, Швеция) разработали новый биоматериал из древесных нановолокон, который превзошёл по прочности паутину.

Древесина является одним из самых прочных материалов в природе, но это не значит, что его нельзя сделать ещё прочнее. Недавно исследователи «уплотнили» материал, чтобы сделать так называемую «супер древесину», а предыдущие работы команды учёных из KTH сделали древесные волокна такими же прочными, как сталь.

Ключ к предыдущей и текущей работе KTH – это то, что известно как целлюлозные нанофибриллы (CNFs). Эти крошечные волокна собираются вместе, чтобы стенки ячеек древесины были прочными и жёсткими, а исследование о том, как собрать их на наноуровне, помогло команде учёных создать более прочный материал.

Исследователи использовали методику сборки с потоком, которая включала суспендирование нановолокон в воде, в каналах шириной всего лишь 1 мм. протекает деионизированная вода с низким pH, что помогает CNF выстраиваться в правильном направлении и самоорганизовываться в плотно упакованные пучки. Полученный материал прочный, жёсткий, лёгкий и достаточно большой для практического использоваться по словам команды, является самым прочным биоматериалом в мире.

«Созданные здесь биосодержащие наноцеллюлозные волокна в восемь раз более жёсткие и имеют прочность выше, чем натуральные шелковые волокна паутины, материал которой ранее считался самым  прочным из биоматериалов», – говорит Даниэль Седерберг, автор исследования. «Удельная прочность превосходит удельную прочность металлов, сплавов, керамики и E-стекловолокна».

Команда исследователей измерила жесткость на растяжение нового материала и определило её как 86 гигапаскалей, а его предел прочности на разрыв составляет 1,57 гигапаскаля. Было обнаружено, что даже самое слабое отдельное волокно, которое они изготовили, прочнее, ранее созданных волокон CNF.

Исследователи говорят, что эта техника может быть использована для создания прочных, лёгких материалов для строительства самолетов, автомобилей, велосипедов и мебели. Этот материал также может помочь собрать другие нановолокна, например, углеродные трубки. опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet