Hernyóselyem készült selyem szál, hogy vezeti az elektromosságot

A selyemhernyó - viszonylag nagy háziasított pillangó, amelyet a kínai legalább 5000 éves, használják a termelés selyem (valószínűleg után néhány évszázad, vagy évezredes szelekció). Hosszú ideig Kína lett a világ monopólium, ellátása egy szép szövet Európába kereskedelmi útvonal, az úgynevezett Selyem utat. Ezután a bizánciak lopott selyemhernyópete, majd az európaiak kivont köszönetüket a keresztes hadjáratok.

Azonban nem ez a ravasz kínai azok ezer éves üzleti tervek, és az egyedülálló anyag, amely a selyem is. Ez egy természetes fehérje, amely az egyik legtartósabb a természetben. A szál áll 75% fibroin és 25% sericin. A mikroszkóp alatt látható két párhuzamosan futó fibroin szálból darabos razziák sericin. Rajtuk kívül vannak selyem viaszok és zsírok, valamint ásványi anyagokat. Szélesség selyem fonal 32 mikron, hosszúsága elérheti 1,5 kilométer. Breaking stressz mintegy 40 kg / mm2.

Selyem - kiemelkedő anyagot, és a tudósok tettek ismételt kísérletek javítása selyemszálakat keresztül különböző funkcionális komponenseket, például festékeket, fluoreszcens fehérjék, antimikrobiális szerek, fém nanorészecskék / félvezető, és a vezetőképes polimerek.

Ahhoz, hogy módosítsa a selyem szálak két alapvető stratégiák: módosítása kész fonal és finomítás az anyag előállítása során (emésztés) belül a selyemhernyó. Ezek közül az első a technológiai folyamatok meglehetősen összetett, többlépcsős és előírja a mérgező vegyi anyagok. Összehasonlításképpen, az újonnan feltalált módszer a dúsítás belül a selyemhernyó selyem - ez környezetbarát és viszonylag egyszerű folyamat. Ez csak akkor szükséges, hogy a diéta selyemhernyó.

A tudósok egy kémiai kar és nano- központ és mikromekanikai Tsinghua Egyetem (Peking) javasolt új eljárás a dúsítási selyem szálak felhasználásával szén nanocsövek, és grafén.

Grafén és szén nanocsövek kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben használják a termelés nagy szilárdságú anyagok. Voltak több kísérlet hozzáadni a szén nanocsövek a kész selyemfonalat módosításával vagy hozzáadásával a diétát sholkopryadov. Hasonló kísérleteket végeztünk a pókok. Az utolsó kísérletben selyemhernyó táplált többfalú nanocsövek átmérője körülbelül 30 nm. Most kínai tudósok logikusan feltételezhető, hogy az emésztőrendszert selyemhernyó és bevezetése a szerkezetét fibroin sokkal elfogadhatóbb nem mnogostenchatye és odnostenchatye nanocső átmérője körülbelül 1-2 nm. Ami a jövőt illeti, ezek nem rossz.

Emellett odnostenchatyh nanocsövek, a kutatók úgy döntöttek, hogy a takarmány selyemhernyó, és több, grafén is potenciálisan megerősítésként. Ahhoz, hogy azon állati, a tudósok használt egyszerű módszer: bepermetezzük őket szuszpenziójával nanocsövek és grafén odnostenchatymi eperfalevelekkel, selyemhernyó, hogy a takarmány -, majd összegyűjtjük a terméket a gubó.

A tapasztalat sikerrel zárult. selyemhernyó étrend-kiegészítők odnostenchatyh nanocsövek és grafén így selyem fonal javított tulajdonságokkal. A kapott fonal természetes természetes módon ki a gubó, a szokásos módon selyem szál.

A tudósok tanulmányozták a Raman-spektrumok selyem szálak és az ürülék a selyemhernyó - és megerősítette mindkét esetben, bevezetése a szén nanocsövek a selyemszálakat. Azt is vizsgáltuk, hogy módosítsa a tulajdonságokat a szálak bevezetése után a szén nanocsövek.

Más mechanikai jellemzők kiváló selyem szálak láthatók a táblázatban: törési feszültségét, a maximális húzófeszültség a szünetet, és modulusa.

Amint az a táblázat, hogy tart még egy sor kísérletet, hogy megtalálja az optimális koncentrációja szén nanocsövek és grafén az étrendben a selyemhernyó volna kapnia nagyobb erőt menet. Látjuk, hogy a diéta alacsony koncentrációjú SWNT1-S és GR1-S előállításához vezetett szálak sokkal jobb tulajdonságai vannak, mint a diéta a magasabb koncentrációjú SWNT2-S és GR2-S.

Nem meglepő, hozzáadása után grafén és szén nanocsövek selyem szál vált elektromos vezető. A legjobb selyem minta részecskéi grafén elektromos vezetőképesség viszonylag magas volt 120 Siemens per centiméter. Ilyen selyem lehet használni az elektronikában. Kényelmesen meghajtására hordozható elektronikai eszközök, selyem varrt közvetlenül ruhát. Tulajdonképpen világító szövet, hogy éppen elég.

A fényképeket a transzmissziós elektronmikroszkóp is világosan látható, hogy a selyem szálak glerodnymi nanocsövek (középen), és grafén (alján) strukturált sokkal jobb, mint a hagyományos selyem (felső).