Traditionelt Xuan-papir inspirerer til udvikling af ny gennemsigtig film med høj uklarhed

Xuan-papir, kendt som en af ​​undersøgelsens fire skatte, er en vigtig bærer for traditionel kinesisk kalligrafi og malerkunst, og det er også en værdifuld kulturarv for den kinesiske nation. Det har en historie på mere end 1.500 år, og Xuan-papirets håndværk er også opført som en del af verdens immaterielle kulturarv. Xuan-papir har fordelene ved at være blødt og sejt, ikke beskadiget efter bøjning, glat, men ikke glat, let absorberende vand og blæk, anti-korrosion og anti-møl.

I en nylig artikel offentliggjort i ACS Materials Letters , et team ledet af prof. Yu Shuhong fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi har opdaget den mikroskopiske mekanisme af høj styrke og høj sejhed gennem detaljeret karakterisering af traditionelt Xuan-papir. Holdet opdagede for første gang, at der er et stort antal nanofibre og mikrofibre, der flettes ind i Xuan-papiret, og danner et mikro-nano multiskala tredimensionelt netværk. Det er denne bioniske flerskalastruktur, der giver Xuan-papiret høj styrke og høj fleksibilitet.

Holdet opdagede, at flerskalastrukturen af ​​traditionelt Xuan-papir var nøjagtig den samme som flerskalastrukturen af ​​mange biologiske strukturelle materialer. Flerskalastrukturer gør det muligt for biologiske strukturelle materialer at bryde igennem begrænsningerne for de grundlæggende strukturelle blokke, samtidig med at de opnår fremragende egenskaber såsom høj styrke og høj sejhed.

Inspireret af Xuan-papirets flerskalastruktur fremstillede forskerne en højtydende, gennemsigtig film med høj uklarhed ved at samle cellulosemikrofibre og cellulosenanofibre til en flerskalastruktur. Denne flerskalastruktur gav filmen høj styrke, høj sejhed, høj lystransmission og høj uklarhed, fremragende fleksibilitet og foldbarhed og andre fremragende omfattende egenskaber og kunne masseproduceres gennem Roll-to-Roll-processen.

Filmens mikro-nano-kompositstruktur kunne sprede spændingen i et bredere multiskala tredimensionelt netværk gennem hydrogenbindingsnetværket med høj tæthed, hvilket undgik stresskoncentration og opnåede høj styrke og høj fleksibilitet på samme tid. Derudover dannede filmen ikke ødelæggende folder efter at være blevet foldet helt og kunne gendannes til sin oprindelige form efter at være blevet rullet op. Multiskalafilmen havde også fremragende termisk stabilitet. Sammenlignet med den udbredte uholdbare petroleumsbaserede plastfilm havde den bionedbrydelige multiskala cellulosebaserede film ingen tydelig ændring ved en høj temperatur på 250 °C, mens den meget anvendte petrokemiske plastfilm blev fuldstændig blødgjort og deformeret ved denne temperatur.

På grund af disse enestående egenskaber gør disse fordele ved flerskalafilmen den til et ideelt filmmateriale til applikationer i præcisionsoptiske enheder og fleksible elektroniske enheder. Forskerne brugte multiskalafilmen som et substrat til at fremstille et nærfeltkommunikationskredsløb (NFC). Filmen integreret med NFC-kredsløbet udviste ikke kun høj gennemsigtighed og høj uklarhed, men havde også fremragende fleksibilitet. Selvom filmen var svært bøjet, kunne informationen skrevet i filmen stadig læses hurtigt og præcist af smartphonen. + Udforsk yderligere

Udvikling af polyimid-glimmer nanokompositfilm med høj modstandsdygtighed over for miljøer med lav kredsløb om Jorden