2月28日，浙江農林大學生物質仿生智能研究團隊在《自然-材料》期刊發表了題為《粉末材料纖維化》的研究論文。該項研究開發了粉末材料無損成型技術，為初級粒子和宏觀應用之間架起一座通用、強大和非破壞性的微納纖維橋梁。
通用粉末纖維化工藝的流程示意圖 。（王漢偉繪）
粉末作為離散單元的集合體，具有無限的納米結構和應用可能性，在工業和實驗室的第一手材料中占據主導地位。要使粉末可使用，必須將其加工成一定的宏觀幾何形狀，如塊狀、線狀或膜狀，以獲得結構機械性能。目前，燒結、成型、壓制、擠壓和涂覆等工藝是將粉末塑造成各種宏觀材料的成熟技術。
由于加工過程中顆粒的團聚和變性以及精致結構的損傷，無論粉末設計得多么完美，粉末顆粒的原始納米結構一般都會在最終材料中消失。隨著現代科技進入納米時代，當傳統材料縮小到納米尺度時，會產生許多令人驚嘆的效果，但是目前的加工技術很少能將這些精心設計的納米效應很好地保留到最終材料中。
雖然將粉末無損加工成具有豐富結構和功能可能性的宏觀材料，具有不可估量的科學意義和應用價值，但傳統加工技術無法便捷實現。基于此，浙江農林大學的研究團隊開發了一種通用的纖維化方法，以二維纖維素為媒介，將各種粉末材料加工成微/納米纖維，在為顆粒提供結構支撐的同時，保留粉末自身的特性和結構。
該研究發現，自收縮力驅動承載顆粒的纖維素皺縮并卷成纖維，這一溫和的過程可防止粉末顆粒聚集和結構損壞。該研究技術能夠為宏觀材料創建一個纖維狀構件庫，為醫療、環境、防護、催化、能源相關、航空航天、光電材料、食品工程和日用品制造等領域的基礎研究和技術應用提供豐富的材料平臺和無限的可能性。
相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41563-024-01821-3
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518258.shtm 《中國科學報》：2023.3.3
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