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受宣紙制造工藝和結(jié)構(gòu)的啟發(fā) 新型可折疊顯示膜問世

時(shí)間:2022-01-05 16:46:40 來源: 科技日報(bào)


記者日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校俞書宏院士團(tuán)隊(duì)特任副研究員管慶方等,通過對傳統(tǒng)宣紙的詳細(xì)結(jié)構(gòu)表征,探究了其高強(qiáng)度高韌的微觀機(jī)理,并且受宣紙制造工藝和結(jié)構(gòu)的啟發(fā),研制出了一種具有多尺度結(jié)構(gòu)的高霧度透明薄膜。相關(guān)研究成果發(fā)表于《ACS材料通信》上。

造紙技術(shù)是中國古代四大發(fā)明之一,其中宣紙是我國保存高級檔案和史料的最佳用紙,是中華民族寶貴的文化遺產(chǎn),迄今已有1500多年歷史的宣紙制作工藝也被列為世界非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。

科研人員通過研究發(fā)現(xiàn),宣紙內(nèi)部具有大量相互交織的納米纖維和微米纖維,形成了微米納米多尺度的三維網(wǎng)絡(luò),這種多尺度結(jié)構(gòu)賦予了宣紙高強(qiáng)度、高柔韌的力學(xué)優(yōu)勢。受宣紙多尺度結(jié)構(gòu)的啟發(fā),研究人員通過將微米纖維和納米纖維組裝成多尺度結(jié)構(gòu),制備了一種新型透明薄膜。這種多尺度結(jié)構(gòu)賦予了該薄膜高強(qiáng)度、高韌、高透光率、高霧度、極佳柔韌和可折疊等優(yōu)異的綜合能,并且可以通過卷對卷的工藝進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。

由于該薄膜通過高密度的氫鍵網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)力分散在更廣闊的多尺度三維網(wǎng)絡(luò)之中,避免了應(yīng)力的集中,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和高柔韌,所以這種薄膜在完全折疊后不形成破壞折痕,卷起后可恢復(fù)原狀。此外,該薄膜還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定,與廣泛使用的不可持續(xù)的石油基塑料薄膜相比,在250℃下也沒有明顯的變化。

這些出色的力學(xué)、熱力學(xué)與光學(xué)特,使其成為應(yīng)用于精密光學(xué)器件和柔電子器件領(lǐng)域的理想薄膜材料。基于該薄膜制作的柔場通訊電路電子器件兼具高透明度、高霧度和優(yōu)異的柔韌,在彎曲時(shí)仍然可以準(zhǔn)確地記錄和讀取信息,展示了該薄膜作為柔電子器件基底的應(yīng)用潛力。(記者吳長鋒)


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