Berdasarkan berbagai bahan baku komersial (misalnya, TiO2-mika, Fe2O3-mika), dimungkinkan untuk membuat sekumpulan bahan struktural yang diinspirasikan secara alami dengan berbagai warna. Penulis: GUANG QINGFANG
Kehidupan modern sangat bergantung pada plastik, meskipun produksi minyak menimbulkan masalah lingkungan yang serius. Industri menolak untuk menggunakan bahan tahan lama karena sifat mekaniknya yang terbatas atau proses manufaktur yang kompleks. Strategi lanjutan untuk pengembangan dan produksi bahan konstruksi berkelanjutan berkinerja tinggi sangat dibutuhkan.
Berikut adalah bahan bioinspired baru untuk penyulingan plastik berbasis minyak bumi. Sebuah tim yang dipimpin oleh Profesor Shu-Hong Yu dari Universitas Sains dan Teknologi China (USTC) melaporkan metode produksi bahan dengan struktur yang mirip seperti induk mutiara, serat kayu dan mika, dengan adaptasi produksi massal, kemampuan manufaktur yang baik, dan pewarnaan yang dapat disesuaikan.
Gambar ini menunjukkan prototipe casing ponsel yang terbuat dari bahan ini, yang terinspirasi dari produk biologis. Berkat kemampuan manufaktur yang baik, material dapat diproduksi dengan bentuk dan ukuran yang diinginkan, menunjukkan potensi besar untuk menggantikan plastik untuk aplikasi praktis, seperti dukungan struktural untuk perangkat elektronik pribadi kelas atas. Penulis: GUANG QINGFANG
Induk mutiara alami memiliki struktur yang tersusun secara hierarkis pada tingkat berbagai skala, seperti batu bata dan mortir, memungkinkannya memiliki kekuatan dan daya tahan. Terinspirasi oleh induk mutiara, para peneliti meniru struktur bangunan bata yang teratur menggunakan pelat mikro mika (TiO2-mica) dan selulosa nanofiber (CNF) yang dilapisi dengan TiO2, metode deformasi arah yang diusulkan.
Metode ini secara langsung memampatkan hidrogel TiO2-mika dan CNF, dengan tetap mempertahankan ukuran pada arah bidang tidak berubah. Ketebalan hidrogel menurun tajam, dan materialnya langsung dibangun dengan struktur mortar bata yang sangat teratur.
Skala nano TiO2 pada permukaan TiO2 mika menyebabkan disipasi energi yang efisien karena slip gesekan selama ekstraksi TiO2 mika. Semua struktur yang tersusun secara hierarkis pada tingkat multi-skala berkontribusi pada redistribusi beban dan peningkatan ketahanan.
Karena metode produksi yang diusulkan, yang bertujuan untuk mendeformasi perakitan, efisien dan dapat diskalakan, dimungkinkan untuk mencapai produksi massal dari bahan struktural yang diinspirasikan secara alami. Penulis: GUANG QINGFANG
Bahan yang dihasilkan memiliki kekuatan yang sangat baik (~ 281 MPa) dan kekuatan (~ 11,5 MPa m1 / 2), yang lebih dari 2 kali lebih tinggi daripada analog plastik rekayasa kinerja tinggi (misalnya, poliamida, polikarbonat aromatik), yang menjadikannya pesaing kuat untuk plastik. berbahan dasar minyak.
Lebih baik lagi, bahan ini beradaptasi dengan suhu mulai dari -130 ° C hingga 250 ° C, sedangkan plastik konvensional mudah lunak pada suhu tinggi. Oleh karena itu, bahan semacam itu lebih aman dan lebih andal pada suhu tinggi dan variabel.
Hasilnya dipublikasikan di Komunikasi alam.
Referensi: “Bahan konstruksi yang terinspirasi dari bio-alami untuk penggantian plastik” Qing-Fang Guan, Huai-Bin Yang, Ji-Meng Han, Zhang-Chi Lin dan Shu-Hong Yu, 3 November 2020, Komunikasi alam.
DOI: 10.1038 / s41467-020-19174-1
Desain biomimetik dari struktur bangunan bata yang sangat teratur ini memberikan ide-ide kunci untuk fabrikasi bahan struktural yang berkelanjutan untuk menggantikan plastik. Karena ramah lingkungan, memiliki sifat mekanik dan termal yang lebih baik daripada plastik, diasumsikan bahwa bahan akan memainkan peran kunci dalam menggantikan plastik.