天然蜘蛛丝已经是一种非常强大的东西,现在科学家已经开发出了这种材料的合成版本。然而现在,意大利和英国的研究人员用特殊的水溶液喂养蜘蛛,获得了带有石墨烯或碳纳米管的蜘蛛丝。由意大利Trendo大学的Nicola Pugno教授领导的科学家给三种蜘蛛喂食“特殊”的水溶液。
分散在水中的是石墨烯薄片或碳纳米管。石墨烯是一种最薄、强度最大、导电导热能力最强的新材料,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。
研究人员发现,这些蜘蛛吐出的蜘蛛丝的抗拉强度和韧性远高于常规蜘蛛丝。普格诺说:“我们发现最强蜘蛛丝的丝的断裂强度高达5.4GPa,韧性模量高达1570J/g,相比之下,普通蜘蛛丝的断裂强度约为1.5GPa,韧性模量约为150 J/g。”
普格诺补充道:“这是迄今为止发现的韧性最好的纤维,其强度堪比最强的碳纤维。这项研究仍处于早期阶段,但我们的结果是一个概念证明,为利用天然高效的蜘蛛纺丝工艺生产增强型仿生丝纤维铺平了道路,从而进一步改善了最有前景的强材料之一。”
这项研究成果最近发表在《2D材料》杂志上。