2009年8月19日
使用丝薄膜作为模板，研究人员掺入无机纳米颗粒，其加入丝绸以形成具有不寻常的光学和机械性能的强且柔韧的复合结构。欧洲杯猜球平台这种生物能够的表面介导的形成方法模拟了天然材料的生长和组装过程，利用生物分子能够在化学上减少金属离子生产纳米颗粒而没有苛刻的加工条件。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台
在此过程中形成的厚度小于100纳米的丝银纳米颗粒复合膜，可以用于反射特定波长光线的柔性镜子和薄膜。这项技术还可以用于制造抗菌膜、薄膜传感器、自清洁涂层、催化材料，甚至可能用于柔性光伏电池。欧洲杯足球竞彩
“我们正在利用生物分子的优势，这些分子有能力从溶液中结合银或金的金属离子，”莫斯科理工大学材料科学与工程学院教授弗拉基米尔·楚克鲁克说欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球佐治亚理工学院．“这些分子可以在环境条件下在室温和水基环境下在没有高真空或高温的情况下产生一致尺寸的单分散的金属纳米颗粒。欧洲杯猜球平台
该研究计划由空军研究实验室和空军研究实验室赞助，该研究计划于2009年8月19日在华盛顿州美国化学学会国家会议上映。
生产出的纳米颗粒直欧洲杯猜球平台径在4到6纳米之间，周围环绕着1到2纳米的生物外壳。丝模板可以很好地控制纳米粒子的放置，创造出一种粒子均匀分散且保持分离的复合材料。欧洲杯猜球平台结果薄膜的光学特性取决于纳米颗粒材料和尺寸。
“该系统提供对纳米粒子尺寸的非常精确的控制，”Tsukruk的实验室博士后研究员Eugenia Kharlamieva说。“我们生产明确定义的材料，没有沉淀，聚集或形成大晶欧洲杯足球竞彩体的问题。由于丝素蛋白是单分散的，我们可以在模板中产生统一的域。”
纳米复合材料的制备首先溶解丝茧并使得到的纤维素水溶性。然后使用旋涂技术将丝网放入硅衬底上，该旋涂技术产生多层薄膜，然后使用纳米光刻技术将其图案化成模板。
Kharlampieva解释说:“因为蚕丝是一种蛋白质，我们可以控制蚕丝表面的特性，并设计出不同种类的表面。”“这种表面介导的方法可以灵活地产生不同的形状。我们可以将这种方法应用于任何我们想要的表面，包括复杂形状的物体。”
接下来，用含有金、银或其他金属离子的溶液覆盖丝绸模板。在一段从几小时到几天的时间内，纳米颗粒在模板中形成。欧洲杯猜球平台Tsukruk指出，相对较长的生长时间，在室温和中性pH的水基环境下运行，允许精确控制颗粒大小和间距。
“我们在适合生物活动的条件下运作，”他说。“不需要减少剂来生产颗粒，因为生物分子用作还原剂。我们不添加任何可能对蛋白质有毒的化学品。”欧洲杯猜球平台
使用这些温和的加工条件降低了生产复合材料的成本和潜在的环境影响。干燥后的丝-纳米颗粒膜具有较高的拉伸强度、高弹性和韧性。
楚克鲁克说:“蚕丝的强度几乎和凯夫拉尔纤维一样，但蚕丝即使变形30%也不会断裂。”“丝绸薄膜非常坚固，具有合成材料中找不到的复杂结构。”欧洲杯足球竞彩
对于未来，研究人员计划使用生物辅助，表面介导的技术从其他金属生产纳米颗粒。欧洲杯猜球平台他们还希望结合不同类型的粒子来创造新的光学和机械性能。欧洲杯猜球平台
Kharlampieva说:“如果我们将金结合肽和银结合肽结合在一起，我们就可以制作包含金和银纳米颗粒混合物的复合材料。”欧洲杯猜球平台“每个粒子都有自己的特性，将它们结合起来将创造出更有趣的复合材料。”欧洲杯足球竞彩
研究人员还希望在光伏、医疗技术和利用银纳米粒子特性的抗菌膜等领域发现这种薄膜的其他应用。欧洲杯猜球平台
在筑冢和哈尔普拉姆韦达之外，该研究团队包括Dmitry Zimnistky，Maneesh Gupta和Georgia Tech的Bergman;Tufts大学生物医学工程系的David Kaplan，并在Wright-Patterson空军基地的空军研究实验室的材料和制造局Rajesh Naik。欧洲杯足球竞彩
“在环保条欧洲杯足球竞彩件下生长的纳米材料可以与在恶劣条件下产生的合成材料一样好”，“Tsukruk补充说。“这种技术使我们能够在自然条件下生长非常有用的材料。”欧洲杯足球竞彩