Питающиеся графеном шелкопряды прядут сверхпрочный электропроводящий шёлк
Шёлк является
натуральным волокнистым материалом, широко используемым в текстильной
промышленности не только из-за его внешней привлекательности, но и из-за
высокой механической прочности. Новое исследование показывает, что
тонкие как паутинки нити становятся ещё прочнее и эластичнее, когда
личинок шелкопряда кормят углеродными нанотрубками и графеном.
Графен или углеродные наночастицы, называемые «чудо-материалом»,
имеют огромные перспективы для применения в энергетике, электронике,
медицине и многих других отраслях. Личинки тутового шелкопряда прядут
шёлковые нити из протеина шёлка, вырабатываемого их слюнными железами.
Исследователи под руководством Инина Чжана из Университета Цинхуа решили
проверить, как добавление графена в диету шелкопрядов, состоящую обычно
из листьев шелковицы, повлияет на этот процесс.
Они опрыскивали листья шелковицы водным раствором, содержащим 0,2
процента углеродных нанотрубок или графена, а затем, после того как
личинки сплетали кокон из нитей, собирали шёлк. Сбор шёлковых волокон
является стандартной процедурой в производстве шёлка, поэтому кормление
шелкопрядов углеродными нанотрубками и графеном является гораздо более
простым методом, чем обработка шёлка наноматериалами, растворёнными в
химических составах.
Согласно результатам исследования, усиленный углеродом шёлк оказался в
два раза прочнее обычного шёлка и может выдерживать большее, по крайней
мере, на 50 процентов натяжение на разрыв. Команда Чжана проверила
проводимость и структуру волокон такого шёлка после нагревания волокон
до 1050 ° C, необходимого для карбонизации белка шёлка, и в отличие от
необработанных волокон усиленный шёлк обладает электропроводностью.
Кроме того, спектроскопия и исследование под микроскопом показали, что
модифицированные шёлковые волокна имеют более упорядоченную
кристаллическую структуру.
Текстиль будущего
Одежда, изготовленная из материалов с использованием смарт-текстиля,
имеет гораздо больше перспектив, чем изделия из традиционных материалов.
Проводящую ткань на основе усиленного углеродом шёлка можно будет
применять в биомеханике, чтобы показывать спортсмену напряжение и
давление, создаваемое различными мышцами при физической нагрузке. Она
также может быть использована в технологиях электронной одежды,
способной «общаться со смартфонами». Помимо этого, учёные,
разрабатывающие биоразлагаемые медицинские имплантаты, смогут в
перспективе добавлять модифицированный шёлк в свои изделия.
По словам специалиста по материаловедению Яопен Чжана из Университета
Дунхуа, предлагаемый метод является «наиболее простым способом для
производства высокопрочных шёлковых волокон в промышленных масштабах».
Таким образом, человечество стало на один шаг ближе к захватывающему
будущему, когда легко доступные носимые технологии помогут улучшить
жизнь каждого человека.
Источник: gearmix.ru.
Рейтинг публикации:
|
