去展網訊,近日,哥倫比亞工程研究人員發現一種野生蠶蛾產生的纖維在光澤度和冷卻能力方面非常優越:不僅具有優異的冷卻性能,而且具有傳輸光信號和圖像的特殊能力。進而,研究小組在彗星蛾繭纖維中發現與一維納米結構相關的光學特性,并由此開發了一種自旋人造纖維技術,可以模仿天然纖維的納米結構和光學特性。
“彗星蛾纖維是最好的天然纖維材料,可以阻擋可見光。類似的合成納米纖維具有相似的光學特性,這對合成纖維工業具有重要的參考意義”,研究人員解釋道:“這些纖維的另一個驚人特性是,它們可以引導光信號,甚至可以將簡單圖像從光纖一端傳輸到另一端。這意味著我們可以將它們作為生物相容性和可生物吸收的材料,用于生物醫學應用中的光信號和圖像傳輸?!?/p>
家蠶纖維在光學顯微鏡為透明的固體,但是由彗星蛾纖維具有高度的金屬光澤,且含有高密度的納米纖維狀空隙,它們沿著纖維分布,并引起強烈的鏡面反射。這種天然纖維的厚度約為50μm,是人類頭發直徑的1倍,可反射超過70%的可見光。而包括絲織物在內的普通纖維總厚度達彗星蛾纖維10倍才可達到同等的反射率水平。此外,彗星蛾纖維的高反射率遠遠超出可見光范圍,甚至延伸到人眼看不見的紅外光,因此具有吸收紫外線的能力,這使它成為阻擋陽光的理想材料。
受此啟發,研究人員發明了新的纖維牽引方法來模擬彗星蛾纖維紡絲機制,通過嵌入高密度的微?;蚪z狀空隙,制備的纖維獲得了比天然纖維高出幾倍的空隙,纖維能夠反射93%的陽光。目前,研究人員可使用兩種材料生產這些仿生纖維:天然材料和合成聚合物,前者適合于需要生物相容性的應用,后者適合于高通量生產。