中國科大研制出一種可替代塑料的仿生可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料

隨著國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等九部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于扎實推進塑料污染治理工作的通知》，全面限塑令進入倒計時。傳統(tǒng)塑料制品原材料主要來自于石油化工，造成的白色污染成為當(dāng)今生態(tài)環(huán)境治理中的一大難題。尋找可替代材料，特別是無污染的生物基可持續(xù)材料，是解決塑料制品污染的重要途徑。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊將仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計理念運用于高性能生物基結(jié)構(gòu)材料中，發(fā)展了一種“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現(xiàn)了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)材料的規(guī)模化制備。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然通訊》。

研究團隊通過上述新型制造方法，成功將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復(fù)合制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。該材料具有仿珍珠母結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使其強度和韌性都得到了極大提升。經(jīng)過測試，該材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的高性能替代品。此外，新材料的熱擴散系數(shù)高于大多數(shù)工程塑料，散熱性能優(yōu)良，進一步確保了實際應(yīng)用的可靠性。新的制造方法過程也易于放大，可以獲得具有良好可加工性的產(chǎn)品，色彩和光澤多變，賦予了產(chǎn)品美觀和耐用性能。