【文章概述】
在古代，中国工匠生产出一种结合高机械强度和高韧性的纸，称为宣纸，其制备工艺被认为是人类非物质文化遗产。宣纸是由特定的植物纤维经过数百道复杂的工序加工而成，使其具有卓越的机械强度和非凡的韧性。因此，宣纸被用来制作传统的书画，可以保存1000多年而不被破坏。故有“纸寿千年”“纸中之王”的美称，居文房四宝之首。这一人造的传统瑰宝具有复杂的、超细的多尺度结构，这也是宣纸具有高强度和高韧性的原因之一。受生物材料多尺度结构的启发，许多具有超细结构的仿生材料被制备出来，表现出优异的力学性能和功能。因此，多尺度结构设计被证明是提高材料整体性能的有力策略。
【成果简介】
中国科学技术大学俞书宏院士团队等通过受传统宣纸制造工艺和结构的启发，研制出了一种具有多尺度结构的高强度、高韧性、高透光率、高雾度、极佳的柔韧性和可折叠性的透明薄膜，是柔性透明电子器件基底材料的理想选择。研究人员通过将微米纤维素和纤维素纳米纤维组装成多尺度结构，这种多尺度结构赋予薄膜很多优异的综合性能，且可以通过卷对卷的工艺进行连续化生产。将该多尺度薄膜制作的柔性近场通讯电路电子器件，即使在弯曲时仍然可以准确地记录和读取信息，展示出多尺度薄膜作为柔性电子器件基底的应用潜力。
【图文导图】
.jpg)
图1多尺度薄膜的制备流程图及实物图。
.jpg)
图2多尺度薄膜的表征。
.jpg)
图3多尺度薄膜的机械性能。
.jpg)
图4多尺度薄膜与PP、PET、PE和LDPE的热性能比较
.jpg)
图5多尺度薄膜的光学特性及电子器件基板的使用。
【奇材馆点评】
总体而言，研究者以传统宣纸结构和制作工艺为研究方向，将纤维素微纤维和纤维素纳米纤维组装成超细多尺度结构，结合并增强了超细纤维薄膜和纳米纤维薄膜的优势。将高强度和韧性、高透明度和雾度、高热稳定性、极佳的柔韧性和可折叠性结合在一种薄膜材料中，制备出高性能透明纤维素纤维薄膜。令人兴奋的是该材料还可以进行大规模高效的制备。这款多尺度薄膜将成为精密光学器件和柔性电子器件领域应用的理想薄膜材料。
【论文信息】
|
Sustainable Multiscale High-Haze Transparent Cellulose Fiber Film via a Biomimetic Approach |
|
ACS Materials Letters：（IF=8.312） |
|
Pub Date ：2021.12.03 |
|
https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.1c00630 |
|
Qing-Fang Guan,† Kun-Peng Yang,† Zi-Meng Han,† Huai-Bin Yang, Zhang-Chi Ling, Chong-Han Yin,and Shu-Hong Yu* |
|
Division of Nanomaterials and Chemistry,Hefei National Laboratory for Physical Sciences at theMicroscale, Institute of Energy, Hefei Comprehensive National Science Center, CAS Center for Excellence in Nanoscience, Department of Chemistry, Institute of Biomimetic Materials & Chemistry, Anhui Engineering Laboratory of Biomimetic Materials, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China |
转载本文请联系奇材馆获取授权，同时请注明本文来自奇材馆奇材进展。
我的购物车