关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

化腐朽为神奇 新方法可将廉价材料变成高质量纤维

2015.2.26

  

       是不是见惯了散落在实验室角落里的廉价二氧化硅管?现在,麻省理工学院的研究者们发现,低价的二氧化硅管和铝结合,竟然有神奇的事情发生。

  科学家们掌握拉制细长纤维的技术已经有一些年头了。制备多功能性纤维的通常办法是将不同材料结合成长官能团单链。目前,这种长单链只能通过在大块状或者筒状的预制品里填充材料而形成。预制品经过热处理并拉伸成细纤维,虽然变细了但成分相同。

  但是,麻省理工学院和新加坡的一群研究者们最近在Nature Communications上发表了他们的成果,提出一种新方法可以生产出成分完全不同于原料的纤维。这个突破意味着大量而廉价的原材料可以转变成高价值的产品。

  他们所使用的原材料是时常被用作窗玻璃和窗子框架的二氧化硅和铝,均为廉价材料。但是,当加热拉伸的过程中,两种材料发生化学反应并形成了一种纤维。这种纤维外面是一层二氧化硅,而中心竟然是一般被用作制造太阳能电池和计算机芯片的纯结晶硅。

  对于这种结果,研究者们也非常意外。刚开始,他们的意图是测试能否在纤维中加入其它金属丝。论文的作者Chong Hou尝试了很多种材料,例如铝、铜、银等等。结果并没有达到预期。后来,他们发现中心变成了纯硅,而且是纯度很高的硅。

  而后,经过观察发现纤维中的化学反应是确定的。当温度达到了纤维的熔点(2200度),纯铝核心将与二氧化硅形式的硅反应形成纯硅和氧化铝。纯硅积聚在纤维的中心,而氧化铝以铝薄层沉积在中心和二氧化硅覆层之间。

  Hou认为,这种技术也可以在其他材料上使用。目前,团队正在研究形成一些特殊的结构,例如电子结。Hou介绍道,“我们可以加入其他材料,例如铜或者金,这样或许可以做成一个真正的电路。”

  数位业界大牛对Hou的这项工作非常赞赏。

  MIT电子研究实验室老大、材料科学与电子工程教授Fink认为这个为通过增值处理制备纤维设备和纤维材料提供了新的可能性。

  没有参与这项研究的John Ballato同样对这项研究非常赞赏。光纤是现代通讯技术的核心,但是制造光纤的材料和工艺在40年间变化很少。他认为这项研究尤为重要的是,开始和结束的核心成分完全不同,先前的研究聚焦在化学反应以及核心与覆层的影响,但从未有如此大的材料转变。

  同样没有参与该项研究的Henry Du教授认为,这项工作简单漂亮,它将可以制备出新型的功能性纤维,而这种纤维如果使用传统办法即便可以做出来也是非常困难。


推荐
热点排行
一周推荐
关闭