石墨烯诱导水凝胶成核的高强韧人造蛛丝

摘要：

天然蜘蛛丝是由β-sheet交联的蛛丝蛋白溶剂流入S-型导管后经牵引拉伸形成,它显示了高强度与高韧性的完美结合.其优异的力学性质主要源于它的多级结构:交联、线性排列的纳米组装体以及核壳结构.受此启发,我们合成了一种交联的水凝胶,通过牵引拉丝的方法,制备了交联的、含有取向排列的纳米组装体结构以及核壳结构的凝胶纤维,并通过少量引入二维纳米材料—氧化石墨烯(0.01％),进一步调控纳米组装体的取向和尺寸,实现了蜘蛛丝般优异的力学性能(断裂强度560 MPa,断裂韧性200 MJ·m-3,缓冲能94％).这种纤维可以用于高速下落物体的能量耗散和降低冲击力.

关键词：功能纤维、聚合物复合物、仿生、纺丝、纳米材料、氧化石墨烯、缓冲

所属期刊栏目：38

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;南开大学新有机质前沿科学中心资助

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：152-160