仿生材料的奇妙复制 科学家创造的新材料有望用于电池和滤水领域

自然界中的各种生物常常激发科学家们的灵感，促使他们开发出创新的科技和材料。例如，蜜蜂巢的结构启发了轻质但坚固的建筑材料的设计；鲨鱼皮的特殊纹理帮助开发出减少水下摩擦的涂层；蜘蛛丝的强度和柔韧性成为了高性能纤维的灵感来源。在这些自然现象的研究中，科学家们不仅学习了生物特性，还能够将这些特性应用于人类的日常生活中，从而推动技术和材料科学的进步。

现在科学家成功复制蓝鸟羽毛独特结构有望用于电池和滤水领域。

东方蓝鸟是一种生活在北美东部的鸟类，以其鲜艳的蓝色羽毛而闻名。有趣的是，它的羽毛的蓝色并不是由色素造成的，而是由羽毛本身独特的结构所决定的。瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的软体材料与生物材料实验室的研究人员成功地在实验室中复制了这种材料，以应用于电池和水过滤器等领域。

研究人员使用一种可以被拉伸和变形的半透明硅橡胶作为起始材料。他们将这种橡胶浸泡在油性溶液中，在60摄氏度的烤箱中膨胀数天。在冷却材料后，他们使用显微镜观察了其纳米结构，并将其与蓝鸟羽毛的结构进行了比较。他们发现了类似的网络结构，尽管合成材料的通道略微比鸟羽毛的通道更厚。该研究发表在《自然材料》杂志上。

复制过程基于相分离的原理，通过精确控制条件，研究人员能够在橡胶材料内部创建一系列通道的网络结构，类似于鸟羽毛的结构。

复制的材料具有各种应用潜力。其中之一是在电池中的应用，材料的网络结构可以取代液体电解质，防止电极之间的物理接触，提高电池的寿命和性能。另一个潜在的应用是在水过滤器中，材料的互连通道和大表面积可以高效地去除水中的污染物。

尽管复制蓝鸟羽毛材料是一项令人兴奋的研究成果，但需要注意的是，它仍处于研究的早期阶段，尚未准备好商业化。研究人员正在探索使用天然聚合物（如纤维素或壳聚糖）来使该过程更加可持续，这些天然聚合物具有与他们研究中使用的橡胶类似的结构。