当纳米纤维素与各种类型的金属纳米颗粒结合时，所得材料具有许多新颖和令人兴奋的特性。当纳米纤维素与各种类型的金属纳米粒子结合时，它们可以抗菌，在压力下改变颜色，或将光转化为具有许多新颖和令人兴奋的特性的材料。它们可以抗菌，在压力下变色，或者将光转化为热。林雪平大学物理、化学和生物系生物物理和生物工程系副教授丹尼尔阿里(Daniel Ali)说，“简单来说，我们用纳米纤维素制造黄金。”
丹尼尔艾利领导的研究小组使用了细菌产生的生物合成纳米纤维素，这种纤维素最初是为伤口护理而开发的。科学家随后用金属纳米粒子(主要是银和金)修饰纤维素。首先，不大于十亿分之一米的颗粒被定制为具有所需的特性，然后与纳米纤维素结合。
“纳米纤维素由纤细的纤维素细丝组成，其直径约为人类头发直径的千分之一。这些金属丝充当了金属颗粒的三维支架。当颗粒本身粘附在纤维素上时，一种材料就会形成颗粒和纤维素的网络，”丹尼尔艾利解释道。
研究人员可以高精度地确定要附着的粒子的数量和身份。它们也可以与不同金属和形状(球形、椭圆形和三角形)的颗粒混合。
随着压力的增加，这种物质最终看起来像是金子。图片来源：马格努斯约翰逊
在《高级功能材料》发表的科学文章的第一部分，该小组描述了这一过程，并解释了为什么它如此有效。第二部分重点介绍了几个应用领域。
一个令人兴奋的现象是当施加压力时材料性质的变化方式。当粒子相互靠近，相互作用时，就会发生光学现象，物质就会变色。随着压力的增加，这种物质最终看起来像是金子。
丹尼尔阿里(Daniel Ali)说，“当我们用镊子拿起这种材料时，它看到了颜色的变化。起初，我们不知道为什么。”
科学家称这种现象为“机械等离子体效应”，事实证明它非常有用。传感器与应用密切相关，因为它们可以通过肉眼读取。比如蛋白质附着在材料上，在压力下不会变色。如果蛋白质是特定疾病的标志，变色失败可用于诊断。如果材料变色，标志蛋白就不存在。
另一个有趣的现象是该材料的一种变体，它吸收光谱更宽的可见光中的光并产生热量。这种特性可用于基于能源的应用和医学。
“我们的方法使得制造纳米纤维素和金属纳米粒子的复合材料成为可能，这种复合材料是一种柔软的生物相容性材料，可用于光学、催化、电学和生物医学应用。由于材料是自我组装的，我们可以生产出具有新的和明确定义的特性的复杂材料”，丹尼尔艾利总结道。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！