法国科学家研发超柔韧仿生膜材料,可用于智能织物

发布时间:2018-11-20 所属专题:新材料

法国国家科学研究院(CNRS)的研究者模拟细胞的褶皱和绒毛应变缓冲结构,以聚偏氟乙烯-CO-六氟丙烯(PVDF-HFP)为材质,通过在纳米纤维膜内灌注润湿液体驱动构筑了具有可逆形变的超柔韧材料。

研究团队首先采用静电纺丝技术制备了PVDF-HFP非织造布膜。在未进行进一步的处理前,该纳米纤维膜的最大耐受形变只有30%。为模拟表面张力驱动下皮层肌动蛋白层的拉伸作用,研究人员进一步在纤维膜内灌注润湿液体(硅油),所产生的毛细作用力将其额外的膜组分储存于褶皱和沟纹构成脉络网路中,从而赋予了该PVDF-HFP膜材料超高可拉伸性。

进一步将PVDF-HFP膜材料制备成平面状、柱状和球形,研究测试表明,不同形态的膜材料在液体毛细作用驱动下展现出相似的褶皱行为,但是存在细微的受力行为和形变尺度差异。其中球形膜材料在高达10万次的10倍体积膨胀/收缩循环测试中展现出良好的稳定性。

该理论研究成果有助于人们从微结构形变角度理解软体弹性材料的应力屈曲行为,为超柔韧性材料的设计和构筑提供参考策略,对新一代柔性智能纺织品的开发具有重要指导意义。(网印工业,2018年第8期)