二元纤维素纳米晶混合物用于生物灵感的耐损光子膜

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 生物材料是一种生物材料.

背景情况:

• 纤维素纳米晶体 (CNCs) 是有希望的创造强大,坚固的复合材料.
• 使用木制CNCs (w-CNCs) 的现有方法由于剪切转移差,与机械性能作斗争.
• w-CNC之间的有限重叠长度阻碍了高效的剪切转移和整体材料强度.

研究的目的:

• 开发一种新的策略,用于制造卓越的螺旋状CNC薄膜.
• 为了提高机械性能和灵活性,超出当前光子CNC材料的基准.
• 探索使用长度双分散数控机来提高复合材料性能.

主要方法:

• 螺旋形CNC薄膜的制造方法是将短的w-CNC与高面积比的t-CNC联合组装.
• 机械性能的表征,包括在平面内的强度和在平面外的灵活性.
• 使用粗粒度分子动力学模拟来了解t-CNCs在性能增强中的作用.

主要成果:

• 实现了同时提高所有在平面内的机械性能和在平面之外的灵活性.
• 证明t-CNC增加相互作用长度并激活额外的硬化机制.
• 在含有>5%t-CNC的薄膜中观察到的紫外线反射行为,表明光学活性.

结论:

• 长度双分散数控机的联合组装为优质材料制造提供了一个简单但有效的策略.
• 开发的CNC片具有与天然材料和先进的光子CNC材料相竞争的机械性能.
• 这些耐损坏,光学活性材料适用于保护性涂层,而长度二分散性方法可适应其他纳米粒子组合.