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美国马里兰大学的研究者们想要找到更强的材料来取代金属,可是答案并不是什么碳纤维也不是石墨烯,而是——纸。
一直以来科学家都试图找到一种兼具强度和韧性的材料,然而这就好像是鱼与熊掌不可兼得,你似乎只能在两种特性中选一种。
即便是像铸铁或者金刚石这样的材料,在拥有强度的同时却也易碎。这个时候,研究者想到了一种特殊的纸。
科学家利用纤维素这种环保材料来制作纸。他们尝试了多种不同的直径,从30微米到10纳米。最后发现,当纤维素直径在10纳米的时候造出的纸最好,与普通的笔记本用纸比起来,它的韧性是其40倍,强度达到130倍。
据解释,纤维素制成的纸之所以强韧,是因为纤维素链之间存在氢键。当纤维素链断裂,氢键会自动重组,有点像自我修复能力。
为什么直径越小的纤维素越强韧?
因为这样一来单位体积内的氢键相比大直径的材料来就越多。
研究者表示,未来以纤维素为基础的新材料不仅将更强韧,而且重量还会很轻。人们以后或许将能够看到一个由纸引导的电子时代。
纤维素制成的纸——比金属更强韧