北京航空航天大学的郭林教授和岳永海老师受天然珍珠母“砖-泥”层状异质材料优秀力学性能的启发(天然贝壳应力σ = 80~150 MPa,杨氏模量E = 50~70 GPa,断裂功W = 1.8 MJ/m3),引入二维氧化石墨烯片(graphene oxide, GO)和海藻酸钠盐(sodium alginate, SA)大分子生物共聚物,基于分子间作用力(氢键)形成GO/SA异质结构单元,进一步通过机械组装(真空抽滤)成功制备出高强度(σ=272.3 ± 13.9MPa)、高韧性(J = 18.1 ± 0.6 MJ/m3)层状复合薄膜材料。
该仿生复合材料同时具有高强度、高韧性、无毒无害、生物相容性好等优点,在食品包装、生物传感器、保护分子涂层和制药等多个领域具有潜在的应用前景;更重要的是,该材料的成功制备为工程上构建性能优异、安全可靠的新型节能材料提供了新的思路。
相关研究成果发表于《ACS Nano》上。
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b02333
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