5月4日2020年
人造材料塑料的发明提供了一种用于穷举范围的应用的轻质，强且廉价的材料。然而，使它有用的持久性质也导致了巨大的环境问题。
大多数未被判断的塑料废物最终在海洋中。通过逐波，阳光和海洋动物分解，单个塑料袋可以分解为175万个称为微塑料的微观碎片。这些微薄塑料可以通过我们吃的鱼或我们喝水的鱼来最终。
纤维素在地球上大多数植物的演变中发挥了重要作用，因为基于纤维素的材料用于它们用于结构支撑。亚博网站下载植物中的纤维素主要存在于纤维素纳米纤维（CNF）的形式中，其具有优异的机械和热性能。
可以源自植物或细菌产生的CNF是地球上最丰富的全绿色资源之一。CNF是一种理想的纳米级结构，用于构建宏观高性能材料，因为它具有几乎高达Kevlar和钢的强度（至少2 GPa）和模量（138GPa），以及较低的热膨胀系数（1 x 10亚博网站下载-7K.-1）比二氧化硅玻璃。
基于这种可生物降解的积木的可持续和高性能结构材料的构建能够为塑料提供成功的替代品，并帮助我们防止进一步的塑料损坏我们的环境。亚博网站下载
由中国科技大学（USTC）的舒宏宇教授领导的团队报告称，含有纤维素纳米纤维板（CNFP）的高性能可持续结构材料，该材料由亚博老虎机网登录基于生物的CNF构建，并准备好代替塑料在许多领域和应用中。
该CNFP具有高比强度（〜198MPa /（Mg M）-3）））比钢的4倍，高于传统塑料和铝合金的4倍。此外，CNFP具有更高的特异性冲击韧性（〜67 kJ m-2/（mg m-3））比铝合金，其密度的一半（1.35克厘米-3）。
与塑料或其他基于聚合物的材料不同，CNFP表现出优异的抵抗极端温度和热休克。亚博网站下载CNFP的热膨胀系数低于5×10-6K.-1从-120°C至150°C，接近陶瓷材料的近距离，远低于典型的聚合物和金属。亚博网站下载
此外，在120°C烘烤烘箱和-196℃液氮之间的10轮快速热冲击后，CNFP保留其强度。这些结果表明其出色的热尺寸稳定性，允许CNFP在极端温度和交替冷却和加热条件下用作结构材料具有很大的潜力。
由于原材料和生物辅助合成过程的广泛可用性，CNFP也便宜，其成本仅为0.5美元/亚博网站下载千克，低于大多数塑料。
通过其低密度，突出的强度和韧性以及极高的热尺寸稳定性，CNFP在这些特性方面超越了传统的金属，陶瓷和聚合物，使其成为许多工程要求的高性能和环保的替代品，特别是在航空航天应用中。
CNFP具有更换塑料的动力，防止塑料危机进一步破坏我们的环境，以及具有巨大的潜力作为下一代可持续和轻质的结构材料。亚博网站下载
杂志参考：关，Q-F.等等。（2020）。轻质，坚韧，可持续的纤维素纳米纤维衍生的块状结构材料，具有低热膨胀系数。亚博网站下载亚博老虎机网登录科学推进。DOI：10.1126 / sciadv.aaz1114.
来源：http://en.ustc.edu.cn/