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美國馬里蘭大學的研究者們想要找到更強的材料來取代金屬,可是答案并不是什么碳纖維也不是石墨烯,而是——紙。
一直以來科學家都試圖找到一種兼具強度和韌性的材料,然而這就好像是魚與熊掌不可兼得,你似乎只能在兩種特性中選一種。
即便是像鑄鐵或者金剛石這樣的材料,在擁有強度的同時卻也易碎。這個時候,研究者想到了一種特殊的紙。
科學家利用纖維素這種環保材料來制作紙。他們嘗試了多種不同的直徑,從30微米到10納米。最后發現,當纖維素直徑在10納米的時候造出的紙最好,與普通的筆記本用紙比起來,它的韌性是其40倍,強度達到130倍。
據解釋,纖維素制成的紙之所以強韌,是因為纖維素鏈之間存在氫鍵。當纖維素鏈斷裂,氫鍵會自動重組,有點像自我修復能力。
為什么直徑越小的纖維素越強韌?
因為這樣一來單位體積內的氫鍵相比大直徑的材料來就越多。
研究者表示,未來以纖維素為基礎的新材料不僅將更強韌,而且重量還會很輕。人們以后或許將能夠看到一個由紙引導的電子時代。
纖維素制成的紙——比金屬更強韌