Создание перламутроподобной структуры

Китайские исследователи разработали материал, похожий на перламутр, который прочнее природного перламутра и большинства других композитных соединений.

Перламутр, встречающийся в природе, образуется из карбоната кальция и биополимеров, сочетание которых формирует структуру типа кирпичной кладки. Такая структура, которая почти в тысячи раз прочнее, чем любой из ее компонентов, взятый по отдельности, является главной целью биомиметического синтеза.

Создание структуры в виде кирпичной кладки является главным моментом в разработке веществ похожих на перламутр с улучшенными свойствами. Гаокуан Ши (Gaoquan Shi) с коллегами из Университета Циньхуа (Tsinghua University) в Пекине начали работу с создания гидрогеля из графена и белка шелка – фиброина.

Отливка гидрогеля из раствора и его высушивание привели к образованию структуры, в которой параллельно ориентированные графеновые пластинки были связаны с фиброином. Такой графен-белковый композит самоорганизуется, образуя материал, структура которого похожа на кирпичную кладку.

Полученный учеными материал обладает рядом преимуществ в сравнении с другими композитами благодаря ряду отличий. Графен прочнее неорганических пластинок, которые обычно используются для создания композитов. Ши поясняет, что гомогенный композиционный гидрогель образует идеальную слоистую структуру, которая приводит к улучшению механических свойств. Образующаяся за счет сильных электростатических и водородных взаимодействий между фиброином и графеном новая система превосходит по свойствам большинство композитов, о которых сообщалось ранее.

Нонаппа (Nonappa) эксперт по перламутру из Университета Аалто в Финляндии, подчеркивает важность описанного способа получения нового перламутроподобного материала. Он комментирует, что простое и функциональное формование погружением в раствор с целью получения материалов с необычными механическими свойствами делает представленную работу по-настоящему уникальной.

Хао Бай (Hao Bai), специалист по технологии материалов из Университета Лейкхед (Lakehead University) в Канаде, соглашается с тем, что результаты работы китайских исследователей могут повлиять на создание и производство перламутроподобных материалов, а также на применение графена.

Источник: ChemPort.ru