研究人员利用甲壳素、3D打印技术制作多层防弹涂料

虾、龙虾和蘑菇似乎不是战场上的伟大工具,但是来自休士顿大学的三名工程师正在使用甲壳素——一种在节肢动物和真菌的细胞壁中发现的葡萄糖衍生物,以及3D打印技术,以产生能保护士兵免受子弹攻击的高冲击多层涂层。激光、有毒气体和其他危险。

陶氏化学和生物分子工程讲座教授Alamgir Karim说,尽管玉米更多的是作为一种可持续的生物基材料,甲壳素作为一种普遍可用的材料,可以加工并用于一些现在需要石油基塑料的产品。

“如果我们可以处理这些材料,并使它们达到一定的性能水平,那么我们欧洲杯足球竞彩就可以在塑料世界做一些真正好的事情——”他问道。“经过设计,它们可以生物降解,因此它们可以分解并回归大自然。”

Karim还担任国际聚合物与软物质中心主任和UH材料工程项目主任,是该项目的主要研究员,该项目由美国国防部提供66万美元的资助。欧洲杯足球竞彩Venkatesh Balan,工程技术助理教授,和Megan Robertson,化学和生物分子工程副教授,是共同首席研究员。

他们负责开发坚韧、耐用和抗菌的多层膜,能够抵抗射弹或激光的冲击,同时吸收有毒气体。卡里姆说,这项工作还将应用于军事以外的领域,有可能扩大其环境效益。

甲壳素是真菌和节肢动物(包括甲壳类、昆虫和软体动物)外骨骼细胞壁的主要成分。它也存在于鱼鳞中。它可以被收获和加工来生产壳聚糖或去乙酰化甲壳素,这种纤维也被作为膳食补充剂生产和销售,用于治疗肥胖、高胆固醇、高血压和克罗恩病。壳聚糖比易碎的几丁质更容易处理。

巴兰的实验室生产用于医疗和工业用途的生物分子,正在利用化学和酶的方法利用甲壳动物的壳来生产壳聚糖分子。“我们正在尝试用蘑菇做同样的事情,”他说,蘑菇可持续地产生更稳定的聚合度,有助于甲壳素的标准化生产,然后将其加工成壳聚糖。

稳定的壳聚糖聚合物来源将只是一个开始。罗伯逊将决定如何改变壳聚糖表面的原子组成,以改善它与功能层的界面。她的研究包括设计来自可再生资源的可持续和生物可降解聚合物。

她说,壳聚糖和聚合物之间增强的兼容性将提高涂层捕获气体或吸收弹丸冲击的能力。

这就是卡里姆的用武之地——他正在设计一个多层系统,该系统将由硬化抗冲击层组成;吸收能量的压碎层让人想起现代汽车的设计方式,在碰撞时压碎,保护乘客舱;一层吸收有毒气体,用碳纳米颗粒分散在壳聚糖中;以及织物粘合层,其将涂层粘合到帆布和其他纺织品上。欧洲杯猜球平台

这将涉及3D打印不同的甲壳素纳米颗粒和壳聚糖制造或强化的破碎区设计结构,并对其进行测试,以确定其承受冲击欧洲杯猜球平台的能力。

“这是一个非常好的环保项目。”卡里姆说,这种技术将应用于汽车、建筑和其他行业。

资料来源:https://www.uh.edu/

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