這個特殊餵養過的蠶寶寶,改良過的絲比一般的絲更加結實強韌了百分之五十。
▲當蠶寶寶吃了碳奈米管後,牠們竟吐出了超級強韌絲。
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如果說蠶寶寶是電玩遊戲中的小精靈,那麼碳奈米管就會是牠的無敵藥丸。
根據《科學美國人》雜誌報導:來自中國清華大學的科學家為製作更強韌的絲綢,靈機一動餵養蠶寶寶由碳奈米管和石墨稀之混合物 — 來自於網格碳原子所製作而成的強韌材料 ,蠶寶寶吐出的絲瞬間轉為品質良好、前所未見的超級強韌絲。
超強絲不只品質高度強韌,它可以承受比一般平常絲高出百分之五十的壓力後才斷裂,最令人驚訝的是它還可以導電(普通、一般的絲是做不到的)。此發現可以引用成為新的材料,如:可穿戴式的電子產品或是醫療上的移植。
清華大學的張瑩瑩和她的同事給蠶寶寶餵食噴淋了含有碳奈米管或石墨烯水溶液的桑葚葉(蠶寶寶最喜歡的食物) — 該添加物在水溶液中的比例非常低,只佔了百分之零點二,蠶寶寶在餵食後,馬上就開始吐出了強韌絲。
透過拉曼光譜和電子顯微鏡所看到的影像,研究人員發現新吐出的超強絲,其晶體結構更為井然有序,那可能就是使得此新絲強韌度增加的原因,雖然從絲的橫切面無法直接看到奈米管的成份,因此我們還不是很清楚,到底蠶寶寶是如何將碳原料運用於絲中,然而我們看不到奈米管的成份,很有可能是因為餵養蠶寶寶的溶液濃度非常稀。在未來的研究中,我們會採用濃度較高的水溶液餵食來作驗證。
最令人驚豔的是此超強絲竟然能導電,這表示未來智慧紡織品不會只是光滑、觸感好而已,它們也可能成為電子產品,例如:可以是閱讀神經訊號的感應器,它的發展非常有潛力,光設想它的前景就令人感興趣。
這不是第一次以增強絲的韌度作為實驗,只是以往的方式都是依賴化學藥品添加在絲當中。餵養蠶寶寶碳原料,讓牠們在吐出絲前自己將碳結合於絲的結構中,這不僅僅是節省了一個步驟,最重要的是這個方式也比較環保,因為它不需要使用化學藥品。
東華大學張耀鵬曾將二氧化鈦奈米子餵養給蠶寶寶,它的研究為此實驗開了先例,他說:這表示我們研發出了用最簡單的方法,大量生產高強韌度的絲綢。
它非常值得研究,我們在想:還可以餵養蠶寶寶吃什麼,讓牠們可以將其與絲結合在一起? 目前我們只能將此問題保留,往後再作更進一步的實驗。