当前位置: 环球解密 > 科学探索 > 研究首次发现人工合成双螺旋结构材料

研究首次发现人工合成双螺旋结构材料

2019年3月11日9:33 环球解密

    一个国际研究组在开发一种高性能电池电解质聚合物凝胶时,意外地发现这种凝胶的分子竟然呈DNA那样的双螺旋结构,是迄今发现的最不易弯曲的分子材料之一。这使得这种材料将有远不止作为电池电解质的应用前景。

    生物细胞核DNA呈双螺旋结构。

    “这种聚合物已经存在差不多30年了,没人发现它是双螺旋结构。”这项研究的负责人、化学副教授Lou Madsen说,“合成材料中的双螺旋结构还未曾听说过。”

    高刚度特性

    在一种材料基础上混合其它材料制造的复合材料有很多用途。比如轮胎,飞机机身材料都是复合材料。轮胎以橡胶为核心材料,加入其它材料增加其强度。

    Madsen的研究团队于2016年已经发现这种名为PBDT的材料与其它液态离子混合可以造出固态电池电解质。他们发现这种混合物导电性好,刚性大,性能比现有电池材料好得多。

    但是他们好奇为什么这种材料性能如此好,研究之后意外地发现了PBDT的双螺旋结构。

    双螺旋结构在自然界中普遍存在,比如DNA的结构,其刚性好。DNA直径约2.5纳米,约50纳米的长度才会弯曲,这样算来DNA的坚挺度相当于20:1,与胡萝卜类似。

    相比之下,PBDT的坚挺度达到1000:1,是迄今所知的刚性最好的材料之一。

    PBDT的超强刚性意味着,只需很少量就能达到传统材料的加固性能。而且,其制造过程很简单,成本低。“如果使用传统加固材料,大约需要加入10%才能得到所需的性能,而使用细长坚挺的PBDT,可能只需加入1%~2%就能极大提升混合物的性能。”Madsen说。

    超乎想象的应用

    双螺旋结构的证实,开阔了PBDT材料作为除了电池电解质材料之外无限的潜在应用范围,比如轻质航空航天材料。

    “这种材料的应用范围可能超乎我们的想象,”合作者之一Rui Qiao说,“现在我们有了一个新的积木块(基础),随着更多人对这种材料的了解,人们将发现它的更多新用途。将来它的用处,今天我们可能都想象不到。”

    这份由美国弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)、北卡罗来纳大学(University of North Carolina)和荷兰阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)共同完成的研究,近期发表在《自然.通讯》(Nature Communications)期刊上。

    (必须)

    (必须,保密)

    阿狸1 阿狸2 阿狸3 阿狸4 阿狸5 阿狸6 阿狸7 阿狸8 阿狸9 阿狸10 阿狸11 阿狸12 阿狸13 阿狸14 阿狸15 阿狸16 阿狸17 阿狸18

    真诚欢迎各科普媒体、机构、专家和网友与我们联系合作! QQ 404-455-307

    版权所有,保留一切权利! ©2011-2016 Designed by 环球解密 豫ICP备18040785号-1

    sitemap