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  瑞典一研究團(tuán)隊已經(jīng)研制出一種生物基材料，其強(qiáng)度超過了所有已知的生物基材料，無論是人工合成材料還是天然材料，包括鋼材和蜘蛛絲。這一成果已經(jīng)在美國化學(xué)學(xué)會出版的ACS Nano雜志上發(fā)表（DOI: 10.1021/acsnano.8b01084）。

  纖維素納米纖維（CNF）是木材和其他植物體的基本組成部分。研究人員報告說，利用CNF進(jìn)行處理，克服了將這些納米纖維大規(guī)模用于飛機(jī)、汽車和家具等產(chǎn)品中的技術(shù)難題，研制出尺寸較大、具有輕質(zhì)高強(qiáng)等優(yōu)異力學(xué)性能的生物基材料。
   “天然蜘蛛絲通常被認(rèn)為是最強(qiáng)的生物基材料，這里生產(chǎn)的生物基納米纖維素纖維的強(qiáng)度是天然蜘蛛絲8倍。” 論文作者、斯德哥爾摩KTH皇家理工學(xué)院的丹尼爾·索德博格（Daniel S?derberg）介紹稱，“這種材料的強(qiáng)度超過了金屬、合金、陶瓷和無堿玻璃纖維的強(qiáng)度。”
  在論文中，研究人員描述了一種模擬自然界將纖維素納米纖維排列成幾乎完美的宏觀布局的新方法，該方法源自對物理控制組件（例如CNF）在納米級制造期間的結(jié)構(gòu)化方式的洞察。該方法涉及控制在不銹鋼中銑削的1毫米寬的通道中懸浮在水中的納米纖維的流動。連接去離子水和低pH水的流量有助于將納米纖維沿正確的方向?qū)R，并使CNF之間的超分子相互作用能夠自組織成充分包裹的狀態(tài)，并將它們連接在一起。

  索德博格表示，理解和控制完美納米結(jié)構(gòu)所必需的關(guān)鍵基本參數(shù)及過程，如粒徑、相互作用、對齊、擴(kuò)散、網(wǎng)絡(luò)形成和組裝等，使這一發(fā)現(xiàn)成為可能。
  索德博格稱，這項研究為開發(fā)納米纖維材料開辟了道路，該材料在保持納米纖維的拉伸強(qiáng)度和承受機(jī)械載荷能力的同時，可以擴(kuò)展到更大的結(jié)構(gòu)。該工藝也可用于控制碳管和其他納米級纖維的納米級組裝。
  根據(jù)論文，該材料的拉伸剛度為86GPa，拉伸強(qiáng)度為1.57GPa。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsnano.8b01084