科学家们以最好的机织织物荣获吉尼斯世界纪录

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科学家们以最好的机织织物荣获吉尼斯世界纪录

曼彻斯特大学的一组科学家因将单个分子的线编织在一起创造出世界上最好的织物,超过了埃及最好的亚麻而荣获吉尼斯世界纪录。

直径从几毫米(芦苇,植物纤维等)到几微米(羊毛,棉花,合成聚合物等)的线的编织,从石器时代的人类制造网来捕获的各个世纪以来一直是基础鱼和编织布,使自己适应每天都使用的现代纺织品。

现在,曼彻斯特大学的科学家团队首次开发出一种在二维层中编织分子线的方法。通过这样做,他们生产了一种2D分子纺织的织物,其线数为40-60百万(作为比较,最好的埃及亚麻亚麻的线数为〜1500-线数是每英寸的股数)。

编织有许多用途,例如,编织树枝以筑巢的鸟儿,以及用它来制造捕鱼网,用篮子装东西的人和用织物编织衣服的人。塑料是由长分子股线(称为聚合物)制成的,研究小组希望找到一种编织这些股线的方法,以制造分子织造的织物,这种织物具有出色的强度和柔韧性,就像亚麻床单不同于棉线一样。

协作团队使用化学方法来编织股线。金属原子和带负电的离子协同工作,将由碳,氢,氧,氮和硫原子组成的小分子构建块编织在一起。然后,编织的构建基块就像拼图碎片一样连接在一起,以在厚度仅为四分之一毫米(4纳米)的织物中形成单层编织的分子链。目前,最大的一块织物长度仅为1毫米。显然,这非常小,但实际上比首次制作时的第一片石墨烯要大。


David Leigh教授说:“以这种方式编织分子股可以带来新的和改进的性能。该织物的强度是非编织股的两倍,当拉到断裂点时,它像片一样撕裂,而不是成束的股团散开。编织的材料它也像网一样,允许小分子通过它,同时将大分子捕获在微小的网格中。

“这是分层分子织造织物的第一个例子。编织分子束提供了一种改变塑料和其他材料特性的新方法。

“通过在构件上照射X射线来测量股线和股线交叉的数量。股线将X射线穿过材料的路径弯曲特定量,从而使研究人员能够测量每英寸有多少股股线。测量结果表明,该材料的纱线支数为每英寸40-60百万股。相比之下,最好的埃及亚麻纤维的支数约为1500。”

该团队还使用一种称为原子力显微镜的特殊仪器测量了分子织布的厚度,该仪器的探针尖锐到其末端只有一个原子。分子织造织物的每一层只有4纳米厚。比人类的头发薄一万倍。

这项研究发表在《自然》杂志上:“分层二维分子织造织物的自组装” 。这项工作的背后的团队来自大学的四个不同的研究小组。化学系的David Leigh教授的团队制造了这种分子织布。材料系和亨利·罗伊斯研究所的鲍勃·杨教授的团队进行了原子力显微镜研究,以确定其结构和材料特性。

化学系的乔治·怀特海德(George Whitehead)博士进行了X射线晶体学实验,以定位材料构件中原子的精确位置。材料系的萨拉·海格(Sarah Haigh)教授使用电子显微镜对分子编织物进行成像。博士 学生Paige Kent和Rob Robfe教授将这种材料用作分子网,将大分子捕获在编织网中,而较小的分子则自由通过。


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