MIT科学家开发一种自组装纳米纤维材料比钢更坚固

麻省理工学院的一组研究人员开发了新型的高强度纳米纤维材料，它们自发地组装成比钢更坚固的纳米带。

该团队表示，其令人惊讶的发现很可能适用于各种不同的场景，包括电池技术和水净化处理。他们的发现发表于1月21日的《 自然纳米技术》上。

自主组装的秘诀

MIT小组开发的材料以细胞膜为模型，细胞膜的外部是“亲水的”，这意味着它在水中是稳定的。同时，其内部是“疏水性的”。

麻省理工学院材料科学与工程系（DMSE）的助理教授Julia Ortony解释说，这就是这种材料的秘密所在，因为它“提供了自组装的动力”。

分子自我定位，以减少疏水部分和水之间的相互作用，导致它们呈现出纳米级的形状。

Kevlar的灵感

研究人员设计了一种方法来阻止整个结构在干燥时塌陷。

一种减慢分子速度的方法，Ty Christoff-Tempesta博士指出：“要使它们彼此之间的附着力比在生物系统中更牢固。”这可以通过将分子结合在一起的强氢键致密网络来实现：

这就是使像凯夫拉尔纤维（Kevlar）这样的材料（由所谓的’芳族聚酰胺’制成）具有化学稳定性和强度的原因。

“比钢铁更坚固”

该团队将这种想法纳入了具有三个主要成分的分子设计中：一个喜欢与水相互作用的外部部分，一个用于结合的芳族聚酰胺和一个内部部分的疏水层。

研究人员确定了一个分子，该分子产生了纳米级厚度的长条带。当在分子之间加入凯夫拉式的相互作用后，测量纳米带的强度和刚度，发现纳米带的强度竟然比钢铁还要高。获取更多前沿科技 信息 请持续关注：https://byteclicks.com

该团队表示，他们仍在为他们令人兴奋的新材料寻找应用，不过它可能会被用来将铅或砷等重金属从被污染的水中拉出来，或者用来大大提升电子设备和电池的效率。