在最近的一項(xiàng)突破中，研究人員利用一步張力輔助扭轉(zhuǎn)(TAT)方法制造了具有卓越強(qiáng)度和濕度響應(yīng)性的細(xì)菌纖維素(BC)大纖維，為環(huán)保先進(jìn)材料鋪平了道路。這項(xiàng)研究發(fā)表在《生物資源與生物制品雜志》上。

在可持續(xù)材料的重大進(jìn)展中，一組國際研究人員報(bào)告了一種將細(xì)菌纖維素(BC)加工成具有卓越機(jī)械性能和快速響應(yīng)濕度變化能力的大纖維(MFs)的新方法。

該研究由浙江海洋大學(xué)的趙亞東和楊崢領(lǐng)導(dǎo)，西安交通大學(xué)和悉尼大學(xué)的研究人員也做出了貢獻(xiàn)，引入了一種用戶友好的張力輔助扭轉(zhuǎn)(TAT)技術(shù)來排列BC納米纖維，從而產(chǎn)生具有令人印象深刻的拉伸強(qiáng)度和彈性的MFs。

TAT技術(shù)拉伸和排列預(yù)先排列在水凝膠管中的BC納米纖維，形成具有緊密組裝結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)纖維間氫鍵的MFs。這一創(chuàng)新不僅實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的1057兆帕抗拉強(qiáng)度，而且還使MFs具有快速響應(yīng)環(huán)境濕度的能力，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)驅(qū)動，峰值轉(zhuǎn)速為每米884轉(zhuǎn)/分鐘。

研究表明，制備的BC MF2具有優(yōu)異的起重能力，最薄的MF2鏈起重超過其自重的34萬倍。這種性能水平是大多數(shù)基于纖維素的MFs所無法比擬的，包括天然的、再生的和納米纖維素衍生的MFs。

MFs的濕度響應(yīng)驅(qū)動被發(fā)現(xiàn)是快速和強(qiáng)烈的，使其成為除執(zhí)行器之外的應(yīng)用的理想選擇，例如遠(yuǎn)程降雨指示器，智能開關(guān)和智能窗簾。這種纖維在暴露于水蒸氣時(shí)能夠解開，干燥后又能恢復(fù)到原來的狀態(tài)，這顯示了它們在潮濕觸發(fā)設(shè)備中的應(yīng)用潛力。

該研究得出結(jié)論，TAT技術(shù)是一種從BC制造高性能MFs的可行方法，為各種行業(yè)提供了可持續(xù)、高強(qiáng)度和功能性大纖維的途徑。這一創(chuàng)新與全球?qū)Νh(huán)境可持續(xù)性和可再生材料發(fā)展的努力相一致。