我国科学家成功研制可降解仿生透明薄膜

仙仙

塑料垃圾对生态环境造成了巨大危害，对人类健康也产生巨大的威胁，发展新一代可持续塑料替代材料迫在眉睫。记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队成功研制了一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜，成功构筑了“砖-纤维”仿贝壳层状结构，使该薄膜展现出远超传统塑料的力学性能，展现出比塑料薄膜更突出的综合性能。研究成果日前发表于《物质》上。


据介绍，这种高透明高雾度薄膜得益于致密的仿贝壳“砖-纤维”结构，通过薄膜内部孔隙的填充保证透光效果，通过纳米片-纤维素的界面散射保证光学雾度，从而可以在370~780纳米的可见光谱波长范围内，同时实现超过73％的高透明度和超过80％的高光学雾度。同时，该薄膜还具有高强、高韧的优异性能，分别是商用PET塑料薄膜的6倍和3倍以上。此外，纳米纤维三维网络和“砖-纤维”仿贝壳结构设计，有效抑制裂纹扩展，同时纤维变细效应可以提高材料内部纤维间的氢键密度、促进薄膜拉伸过程中的纤维滑移，从而使材料兼具高强度和高韧性。而且，该薄膜在250℃下仍能保持结构和性能稳定，在极端环境下具备比塑料薄膜更为优异的服役性能。


研究人员表示，这种仿生薄膜材料集成了优异的光学、力学和热学性能，并且在自然条件下可以完全生物降解，克服了废弃塑料难以降解的问题，在满足柔性电子器件基底材料光学透明性、柔性、低成本以及高低温下的尺寸稳定性等要求的同时，全生命周期绿色无污染，在未来柔性电子器件领域将具有广泛的应用前景。（记者吴长锋）