Mahirap na Bagong Materyal na Bioinspired upang Palitan ang Plastik na Batay sa Petroleum

Batay sa iba’t ibang mga magagamit na hilaw na materyales (hal., TiO2-mica, Fe2O3-mica), isang iba’t ibang mga natural na nagaganap na bioinspired na istruktura na materyales ay magagamit sa iba’t ibang mga kulay. Kredito: GUAN Qingfang

Ang modernong buhay ay umaasa sa mga plastik, kahit na ang paggawa ng petrolyo ay lumilikha ng mga seryosong hamon sa kapaligiran. Pinili ng industriya na gumamit ng matibay na materyales dahil sa kanilang limitadong mga katangian ng mekanikal o kumplikadong proseso ng pagmamanupaktura. Mahalaga ang isang advanced na diskarte para sa pagdidisenyo at paggawa ng pangmatagalang materyales na pang-istruktura.

Ang isang bagong materyal na bioinspired ay narito upang makahabol sa mga plastik na nakabase sa petrolyo. Isang koponan na pinamunuan ni Prof. Si Shu-Hong Yu mula sa University of Science and Technology of China (USTC) ay nag-uulat ng isang paraan ng paggawa ng mga materyales na may parehong istraktura tulad ng nacre mula sa hibla mula sa kahoy at mica, na may pagbabago sa produksyon sa masa, mahusay na naproseso at maaaring kulay.

Kaso ng Materyal na Bioinspired ng Mobile Phone

Ang numero na ito ay kumakatawan sa isang kaso ng prototype ng mobile phone na ginawa mula sa materyal na ito na bioinspired. Dahil sa magagandang katangian nito, ang materyal ay maaaring gawin sa nais na hugis at sukat, na ipinapakita ang malaking potensyal ng pagpapalit ng mga plastik para sa praktikal na aplikasyon, halimbawa, suporta sa istruktura para sa high-end na personal na electronics aparato Kredito: GUAN Qingfang

Ang natural nacre ay may isang hierarchically order na istraktura ng mga antas ng multiscale, tulad ng mga brick at mortar, na ginagawang mas malakas at matibay. May inspirasyon ng nacre, ginaya ng mga mananaliksik ang nakaayos na istrakturang brick-and-mortar gamit ang TiO2 coated mica microplatelet (TiO2-mica) at cellulose nanofiber (CNF) gamit ang iminungkahing direksyon ng paglago.

Direktang pinipilit ng pamamaraang ito ang hydrogel ng TiO2-mica at CNF, habang pinapanatili ang laki ng mga walang direksyon na direksyong panghimpapawid. Ang kapal ng hydrogel ay kapansin-pansing nabawasan at ang mga materyales ay direktang itinayo na may isang napaka-order na istraktura ng brick-and-mortar.

Sa nanoscale, ang TiO2 nano-grains sa tuktok ng TiO2-mica ay humahantong sa mahusay na pagwawaldas ng enerhiya sa pamamagitan ng pagkikiskis na pagdulas sa panahon ng paghugot ng TiO2-mica. Ang lahat ng mga hierarchically order na istraktura sa mga antas ng multiscale ay nag-aambag sa pagdaragdag at pagpapabuti ng tigas.

Malaking Sukat na Lahat-Balik-istraktura ng Materyal na Likod

Dahil sa iminungkahing pamamaraan ng pagmamanupaktura, direktang pagkasira ng pagpupulong, mabisa at pamantayan, karamihan sa paggawa ng lahat ng likas na materyal na istruktura na bioinspired ay makakamit. Kredito: GUAN Qingfang

Ang mga nakuha na materyales ay may mahusay na lakas (~ 281 MPa) at katigasan (~ 11.5 MPa m1 / 2), na higit sa 2 beses na mas mataas kaysa sa mga plastik na mahusay na nagganap ng pagganap (hal., Polyamides , mabangong polycarbonate), ginagawa itong isang malakas na kakumpitensya sa mga plastik na nakabase sa petrolyo.

Kahit na mas mahusay, ang mga materyal na ito ay inangkop sa mga temperatura mula sa -130 ° C hanggang 250 ° C, habang ang mga normal na plastik ay madaling mapalambot sa mataas na temperatura. Samakatuwid, ang mga naturang materyales ay mas ligtas at mas maaasahan sa mataas o variable na temperatura.

Ang mga resulta ay nai-publish sa Mga Likas na Komunikasyon.

Sanggunian: “Isang likas na istrukturang istruktura ng bioinspired para sa kapalit ng plastik” nina Qing-Fang Guan, Huai-Bin Yang, Zi-Meng Han, Zhang-Chi Ling at Shu-Hong Yu, Nobyembre 3, 2020, Mga Likas na Komunikasyon.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19174-1

Ang disenyo ng biomimetic na ito ng lubos na nakaayos na istrakturang brick-and-mortar ay nagbibigay ng mahahalagang ideya para sa paglikha ng mga napapanatiling istruktura na materyales para sa kapalit na plastik. Bilang isang magiliw na kapaligiran, nagtataglay ng mas mahusay na mga katangian ng mekanikal at thermal kaysa sa mga plastik, ang mga materyales ay inaasahang maglalaro ng isang mahalagang papel sa kapalit ng plastik.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pinagbubuti ng bagong disenyo ang kahusayan ng mga susunod na henerasyong Perovskite solar panel

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Pebrero 27, 2021 Ipinapakita ng imaheng ito ang mga photovoltaic compound ng pereuskite na may mga indibidwal na...

Sinabi ng mga mananaliksik na natuklasan nila ang mga misteryo ng mga buwan ng Mars

Ang artista ay maaaring pinagmulan ng pilosopiya at ang pagkamatay ng hidwaan sa pagitan ng unang buwan ng Mars at mga asteroid. Kredito:...

Mga pagkakasunud-sunod ng 64 Perpektong Mga Genome ng Tao upang mas mahusay na makuha ang pagkakaiba-iba ng genetiko

Gusali ng genome. Utang: NIH Ang Susunod na Mga Genome ng Tao ay Magsisilbing isang Bagong Sanggunian para sa Pagpaplano ng Genetic Genetic at...

Patuloy na sinusubaybayan ng bagong patch ng balat ang mga signal ng cardiovascular at antas ng biochemical

Ang malambot na nababanat na patch na ito ay maaaring sabay na kontrolin ang presyon ng dugo at antas ng biochemical ng isang gumagamit....

Ang unang pandaigdigang pagtatantya na ang kalikasan ay gumagamot ng 41.7 milyong toneladang basura ng tao sa isang taon

Ipinapakita ng larawang ito ang hindi ginagamot na dumi sa alkantarilya malapit sa mga pakikipag-ayos sa Peri-urban Hyderabad. Kredito: Tishat Poonthu Ayon sa mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.