Papier Xuan idea pre novú fóliu s vynikajúcimi vlastnosťami

Publikoval: ejrick van newman
30. januára 2022

Papier Xuan, je dôležitým nositeľom tradičnej čínskej kaligrafie a maliarskeho umenia. Je tiež vzácnym kultúrnym dedičstvom čínskeho národa. Má viac ako 1500-ročnú históriu a remeselné spracovanie papiera Xuan je zapísané ako súčasť svetového nehmotného kultúrneho dedičstva. Papier Xuan má výhody v tom, že je mäkký a pevný, po ohnutí sa nepoškodí, je hladký, ale nie šmykľavý, ľahko absorbuje vodu a atrament, je antikorózny a odolný proti moliam.

Vedci pod vedením Prof. Yu Shuhong z University of Science and Technology of China (USTC) Čínskej akadémie vied, objavil mikroskopický mechanizmus vysokej pevnosti a pružnosti,  prostredníctvom podrobnej charakterizácie tradičného papiera Xuan. Tím prvýkrát objavil, že v papieri Xuan sa prelína veľké množstvo nanovlákien a mikrovlákien, ktoré tvoria mikro-nano trojrozmernú sieť. Práve táto bionicko-viacškálová štruktúra dodáva papieru Xuan vysokú pevnosť a flexibilitu.

Tím zistil, že viacúrovňová štruktúra tradičného papiera Xuan bola presne rovnaká ako viacúrovňová štruktúra mnohých biologických štruktúrnych materiálov. Viacúrovňové štruktúry umožňujú biologickým konštrukčným materiálom prelomiť obmedzenia základných konštrukčných blokov a zároveň dosiahnuť vynikajúce vlastnosti, ako je vysoká pevnosť a vysoká pružnosť.

A10

Inšpirovaní viacúrovňovou štruktúrou papiera Xuan, pripravili výskumníci vysoko účinnú priehľadnú fóliu s vysokým zákalom zostavenú z celulózových mikrovlákien a celulózových nanovlákien do viacúrovňovej štruktúry. Táto viacrozmerná štruktúra poskytla fólii vysokú pevnosť, vysokú pružnosť, vysokú priepustnosť svetla a vysoký zákal, vynikajúcu flexibilitu a skladateľnosť a ďalšie vynikajúce komplexné vlastnosti. Výhodou je aj možnosť výrobného procesu Roll-to-Roll. 

Mikro-nano kompozitná štruktúra filmu mohla rozptýliť napätie v širšej trojrozmernej sieti prostredníctvom vodíkových väzieb s vysokou hustotou, ktorá zabránila koncentrácii napätia a súčasne dosiahla vysokú pevnosť a vysokú flexibilitu. Okrem toho fólia po úplnom zložení nevytvárala deštruktívne záhyby a po zrolovaní sa dala vrátiť do pôvodného tvaru. Viacúrovňový film mal tiež vynikajúcu tepelnú stabilitu. V porovnaní so široko používaným neudržateľným plastovým filmom na báze ropy, biodegradovateľný viacrozmerný film na báze celulózy nemal žiadnu zjavnú zmenu pri vysokej teplote  250 ° C, zatiaľ čo široko používaný petrochemický plastový film pri tejto teplote úplne zmäkol a deformoval sa.

Vďaka týmto vynikajúcim vlastnostiam tieto výhody viacrozmerného filmu z neho robia ideálny materiál pre aplikácie v presných optických zariadeniach a flexibilných elektronických zariadeniach. Výskumníci použili viacrozmerný film ako základ na výrobu komunikačného okruhu v blízkom poli (NFC). Film integrovaný s obvodom NFC vykazoval nielen vysokú transparentnosť a vysoký zákal, ale mal aj vynikajúcu flexibilitu. Aj keď bola fólia výrazne ohnutá, informácie napísané vo fólii bolo možné stále rýchlo a presne prečítať smartfónom.

Zroj: nano-magazine.com TU

PREČÍTAJTE SI AJ

Vývoj najmenšieho ozubeného kolesa na svete

Vývoj najmenšieho ozubeného kolesa na svete

Stále menšie a zložitejšie – bez miniaturizácie by sme dnes nemali komponenty, ktoré sú potrebné pre vysokovýkonné notebooky, kompaktné smartfóny alebo endoskopy s vysokým rozlíšením. V súčasnosti prebieha výskum v nanoúrovni na spínačoch, rotoroch alebo motoroch,...

Nový magnetický fenomén s priemyselným potenciálom

Nový magnetický fenomén s priemyselným potenciálom

Skúmanie sveta veľmi, veľmi malého je pre fyzikov krajinou zázrakov. V tejto nanoúrovni, kde sa študujú materiály tenké ako 100 atómov, sa objavujú úplne nové a neočakávané javy. Príroda sa tu prestáva správať spôsobom, ktorý je predvídateľný makroskopickým zákonom...

Autonómne nanostroje inšpirované prírodou

Autonómne nanostroje inšpirované prírodou

Lekárski výskumníci UNSW, inšpirovaní spôsobom interakcie molekúl v prírode, konštruujú všestranné stroje v nano rozmeroch, aby umožnili ich väčší funkčný rozsah. Aby odolali náročným podmienkam v živých organizmoch, molekulárne stroje musia byť trvalo skonštruované...

Nové modelovanie magnetickými nanočastícami

Nové modelovanie magnetickými nanočastícami

Výskumníci zo Štátnej univerzity v Severnej Karolíne vyvinuli nový výpočtový nástroj, ktorý používateľom umožňuje vykonávať simulácie multifunkčných magnetických nanočastíc v bezprecedentných detailoch. Tento pokrok pripravuje pôdu pre novú prácu zameranú na vývoj...

Diaľkové ovládanie pre funkčné materiály

Diaľkové ovládanie pre funkčné materiály

Intenzívna stredná infračervená excitácia sa ukázala ako výkonný nástroj na riadenie magnetických, feroelektrických a supravodivých vlastností zložitých materiálov. Nelineárna fononika je kľúčom k tomuto cieľu, pretože vytláča špecifické atómy z ich rovnovážnych...

Hliníkové nanočastice pre efektívnu tvorbu vodíka

Hliníkové nanočastice pre efektívnu tvorbu vodíka

Hliník je vysoko reaktívny kov, ktorý dokáže odstraňovať kyslík z molekúl vody a vytvárať plynný vodík. Jeho rozšírené použitie vo výrobkoch, ktoré sa namočia, nepredstavuje žiadne nebezpečenstvo, pretože hliník okamžite reaguje so vzduchom a získava povlak oxidu...

Sľubný nový prístup k obnove kostného tkaniva

Sľubný nový prístup k obnove kostného tkaniva

Za posledných 30 rokov vedecká komunita pracovala na vývoji syntetickej alternatívy kostných štepov na opravu chorých alebo poškodených kostí. Výskumníci z McGill University použili kanadský svetelný zdroj (CLS) na univerzite v Saskatchewane na pokrok v novej metóde...

Drobné elektrické generátory by mohli urýchliť hojenie rán

Drobné elektrické generátory by mohli urýchliť hojenie rán

Drobné obväzy, ktoré generujú elektrinu v reakcii na pohyb, by mohli urýchliť hojenie rán a regeneráciu tkaniva. Vedci z Taiwanu zhodnotili najnovšie pokroky a potenciálne aplikácie technológie hojenia rán v časopise Science and Technology of Advanced Materials....

Grafén môže nahradiť vzácny kov aj v obrazovkách

Grafén môže nahradiť vzácny kov aj v obrazovkách

Výskumníci z Paragraf a Queen Mary University of London demonštrovali úspešnú výrobu organickej svetelnej diódy (OLED) s jednovrstvovou grafénovou anódou, ktorá nahradila ITO v organických diódach vyžarujúcich svetlo. Nová štúdia je publikovaná v časopise Advanced...

Nový senzor deteguje stále menšie nanočastice

Nový senzor deteguje stále menšie nanočastice

Bežné mikroskopy vytvárajú zväčšené obrazy malých štruktúr alebo predmetov pomocou svetla. Nanočastice sú však také malé, že sotva absorbujú alebo rozptyľujú svetlo a preto zostávajú neviditeľné. Optické rezonátory zvyšujú interakciu medzi svetlom a nanočasticami:...

Odomkli technológiu na výrobu nerozbitných obrazoviek

Odomkli technológiu na výrobu nerozbitných obrazoviek

Odomkli technológiu na výrobu nerozbitných obrazoviek Prasknuté obrazovky telefónov by sa mohli stať minulosťou vďaka prelomovému výskumu uskutočnenému na University of Queensland. Globálny tím výskumníkov, vedený Dr. Jingwei Hou z UQ, profesorkou Lianzhou Wang a...

Flexibilné zariadenie by mohlo liečiť stratu sluchu

Flexibilné zariadenie by mohlo liečiť stratu sluchu

Flexibilné zariadenie by mohlo liečiť stratu sluchu bez batérií Niektorí ľudia sa so stratou sluchu narodia, iní ju získajú vekom, infekciami alebo dlhodobým vystavením hluku. V mnohých prípadoch sú poškodené drobné chĺpky v slimáku vnútorného ucha, ktoré mozgu...

Energia z morských vĺn vďaka nanogenerátorom

Energia z morských vĺn vďaka nanogenerátorom

Energia z morských vĺn s flexibilným nanogenerátorom podobným morským riasam. Vlny oceánu môžu byť silné a obsahujú dostatok energie na to, aby počas búrok tlačili piesok, kamienky a dokonca aj balvany. Tieto vlny, ako aj menšie a miernejšie, by sa dali využiť ako...

Inteligentné rúško prispôsobivé aktivite a úrovni znečistenia.

Inteligentné rúško prispôsobivé aktivite a úrovni znečistenia.

Inteligentné rúško prispôsobivé aktivite a úrovni znečistenia. Počas pandémie koronavírusu si mnoho ľudí zvyklo nosiť rúško na ochranu seba a ostatných ale to neznamená, že masky sú vždy pohodlné - obzvlášť počas aktivity. Vedci vyvinuli dynamický respirátor, ktorý...

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov