快讯：中国科学家研制新型仿生纳米复合纤维材料

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新型仿生复合纤维材料强韧

科技日报合肥7月30日电(记者吴长锋)记者从中国科技大学获悉，该校俞书宏教授研究小组借鉴了天然生物纤维的策略，成功开发出了强韧的宏尺度纤维素类纳米复合纤维材料。 相关成果日前在《国家科学评论》网上发表。

纳米尺度纤维素是地球上储量最丰富的纳米级原材料，因其密度低、热稳定性高、力学性能好、分解性、再生性、持久性而受到众多关注。 但是，人工制造的纤维素类宏观纤维材料的强度与韧性之间的矛盾还不容易处理，低韧性、脆性破坏等问题严重限制了其在先进纺织品等行业的实际应用。

在自然界中，许多植物纤维和动物纤维实现了高强度和高韧性的完美结合。 它们具有共性:都是天然的纳米复合材料，由高度取向的高强度纳米纤维池包裹在较柔软的有机物基质中构成，具有高度有序的多级螺旋卷绕结构。

研究人员以高强度细菌纳米纤维素为增强基元，以海藻酸钠生物高分子为有机物基质，将两者的复合水溶液进行溶液纺丝，得到了拉伸强度初步提高的单取向结构宏纳米复合纤维。 单纯海藻酸钠宏观纤维的拉伸强度为190 mpa，但得到的纳米复合纤维的拉伸强度提高到420 mpa。 随后，他们通过多级螺旋卷绕结构设计，得到了具有生物纤维结构相似特征的宏观人造纤维材料，其拉伸强度继续提高25%，断裂伸长率和韧性分别同步提高50%和近100%，最终拉伸强度和断裂伸长率分别为535 mpa，断裂伸长率和断裂伸长率分别为535 mpa

该成果获得的最高拉伸强度与高性能纤维素天然植物纤维相差无几，该仿生结构设计策略有望应用于其他多种杂等级结构材料的设计与制造。