近日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的一個(gè)研究小組通過合并木漿和干燥樹脂，開發(fā)了一種柔性、無毒、可持續(xù)且耐紫外光的新型復(fù)合材料。

該成果已在《Advanced Functional Materials》雜志上發(fā)表。預(yù)計(jì)很快就可以用于食品包裝、建筑施工、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、汽車和船中。

該材料制備的關(guān)鍵是被稱為“Bouligand”的結(jié)構(gòu)，其分子以扭曲的形狀堆積起來，構(gòu)成微小的螺旋形樓梯狀。研究人員發(fā)現(xiàn)Bouligand結(jié)構(gòu)具有一定的抗裂能力，微小的納米級(jí)階梯狀結(jié)構(gòu)，使整個(gè)材料保持完整和獨(dú)特的功能。盡管木材中沒有天然的Bouligand結(jié)構(gòu)，但是由于木材和紙張材料供應(yīng)充足，一直被研究者所關(guān)注。

NIST復(fù)合材料項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Jeff Gilman表示：”使用木漿制造多功能產(chǎn)品的想法，一直以來就吸引著很多行業(yè)“。NIST研究小組假設(shè)，將來木材的納米纖維素與具有長(zhǎng)晶體棒的天然材料相結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生一些新的柔韌且功能強(qiáng)大的材料。利用合適的添加劑，這種新材料可用于形成減緩水和氧氣擴(kuò)散的薄膜。Gilman稱：”如果開發(fā)出特定功能的產(chǎn)品，可用于從航空航天復(fù)合材料到保持食物新鮮的包裝的所有領(lǐng)域。一些研究人員認(rèn)為，完全由長(zhǎng)結(jié)晶納米纖維素制成的復(fù)合材料是非常堅(jiān)固和堅(jiān)韌的。然而，通過改變復(fù)合材料的制備工藝，能夠確定獲得最大韌性的參數(shù)。在木漿復(fù)合材料中加入一點(diǎn)絨面革，會(huì)使其變硬一點(diǎn)，并且不會(huì)快速破裂且變得更加柔韌。加入10％，性能就會(huì)提升兩倍。當(dāng)混合物含有30％的覆物和70％的木漿，那么所得到的復(fù)合材料的強(qiáng)度將提高15-20倍。

此外，納米晶體的扭曲形成了更密集和更緊密的圖案，使得新型復(fù)合材料具有紫外線反射性。