您好,欢迎访问德阳烯碳科技有限公司凯发k8旗舰厅官网!

服务热线:

新闻资讯

news information

/
/
石墨烯新应用,引领全新发展方向!

石墨烯新应用,引领全新发展方向!-凯发k8旗舰厅

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2024-09-29
  • 访问量:

【概要描述】尽管丝蛋白已被用于设计电子产品,但其使用目前受到限制,部分原因是丝纤维是一团乱糟糟的意大利面条状物。

【概要描述】尽管丝蛋白已被用于设计电子产品,但其使用目前受到限制,部分原因是丝纤维是一团乱糟糟的意大利面条状物。

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2024-09-29
  • 访问量:
尽管丝蛋白已被用于设计电子产品,但其使用目前受到限制,部分原因是丝纤维是一团乱糟糟的意大利面条状物。

现在,美国能源部太平洋西北国家实验室 (pnnl) 的科学家领导的研究小组已经解决了这一问题。9月18日,研究人员表示已在石墨烯上实现了均匀的二维 (2d) 蚕丝蛋白碎片层,即“丝蛋白”,石墨烯是一种以碳为基础的材料,具有出色的导电性。相关研究成果以“two-dimensional silk”为题,发表于《scientific advances》。

原子力显微镜图像显示丝素蛋白在石墨烯上均匀自组装。图片来源:james de yoreo | 太平洋西北国家实验室

“这些结果为丝蛋白自组装提供了一种可重复的方法,这对于设计和制造丝基电子产品至关重要,”该研究的主要作者chenyang shi说。“值得注意的是,该系统无毒且以水为基础,这对于生物相容性至关重要。”

这种材料组合——丝基石墨烯——可以形成一种灵敏、可调的晶体管,微电子行业非常需要这种晶体管,用于可穿戴和可植入的健康传感器。pnnl团队还看到了它们作为计算神经网络中记忆晶体管或“忆阻器”的关键组件的潜力。用于神经网络的忆阻器使计算机能够模拟人脑的功能。

单个丝蛋白分子,或称“丝素蛋白”(蓝色),沉积在被水包围的石墨烯表面(绿色和红色球体),并生长成原子级精确的二维 (2d) 薄片。丝纤维的控制沉积可产生大量可生物降解的电子设备。图片来源:mike perkins | 太平洋西北国家实验室

几个世纪以来,蚕丝生产一直是中国严格保密的秘密,而它的名声则通过著名的丝绸之路贸易路线传到了印度、中东和欧洲。到了中世纪,丝绸已经成为一种地位的象征,也是欧洲市场上令人垂涎的商品。即使在今天,丝绸仍然与奢华和地位联系在一起。
丝绸织物享誉世界的本质特性——弹性、耐用性和强度——使其被用于先进材料应用。
“已经有很多研究使用蚕丝来调节电子信号,但由于蚕丝蛋白天生无序,因此能够进行的控制非常有限,”太平洋西北国家实验室的巴特尔研究员、华盛顿大学材料科学与工程教授和化学教授 james de yoreo 说道。 “因此,凭借我们在控制表面材料生长方面的经验,我们想到‘如果我们能制造出更好的界面会怎样?’”
为了实现这一目标,该团队精心控制了反应条件,以精确的方式将单个蚕丝纤维添加到水基系统中。通过精密的实验室条件,该团队实现了高度有序的二维蛋白质层,这些蛋白质层以精确平行的 β 片层排列,这是自然界中最常见的蛋白质形状之一。进一步的成像研究和互补的理论计算表明,薄薄的蚕丝层采用了稳定的结构,具有天然蚕丝的特征。这种规模的电子结构(厚度不到 dna 链的一半)支持生物电子行业中随处可见的微型化。
“这种材料适合于我们所说的场效应,”de yoreo 说。“这意味着它是一个晶体管开关,可以根据信号打开或关闭。如果你在其中添加抗体,那么当目标蛋白质结合时,你就会导致晶体管切换状态。”
研究人员正计划利用这种原材料和技术来制造自己的人造丝,并在其中添加功能性蛋白质以增强其实用性和特异性。
这项研究是控制丝绸在功能电子元件上的分层的第一步。未来研究的重点领域包括提高丝绸集成电路的稳定性和导电性,以及探索丝绸在可生物降解电子产品中的潜力,以增加绿色化学在电子制造中的应用。

 

信息来源:carbontech

 

acs

acs nano:用于电磁干扰屏蔽的结构功能集成石墨烯皮芳纶纤维

具有激动人心特性的结构功能集成聚合物纤维对于下一代技术越来越重要。在此,北京大学kun jiao,xin gao,jin zhang等人报道了一种结构功能集成石墨烯皮芳族聚酰胺纤维(graf),它具有高导电性、高强度和轻质的特点,编织后可有效屏蔽电磁干扰(emi)。
2024-12-13
网站地图