被譽為“紙壽千年”的宣紙，為何綿軟堅韌、百折不損？中國科學技術大學俞書宏院士團隊特任副研究員管慶方等通過對傳統(tǒng)宣紙的詳細結構表征研究，探究了其高強度、高韌性的微觀機理，并且受宣紙制造工藝和結構啟發(fā)，發(fā)明了一種具有多尺度結構的高性能透明可折疊薄膜。相關成果日前發(fā)表于《ACS材料快訊》。

宣紙以青檀樹皮、沙田稻草等為原料，經過上百道工序制作而成。中國科學技術大學團隊通過對宣紙的結構研究，發(fā)現宣紙內部具有大量的納米纖維和微米纖維，它們相互交織形成了微米納米多尺度的三維網絡，這種仿生結構賦予了宣紙高強度、高柔韌性的力學優(yōu)勢。

受宣紙啟發(fā)，研究人員通過將微米纖維素和纖維素納米纖維組裝成多尺度結構，制備出高性能透明可折疊薄膜，通過“卷對卷”工藝可連續(xù)化生產?；谠摫∧ぶ谱鞯慕鼒鐾ㄐ烹娐冯娮悠骷?，兼具高透明度、高霧度和優(yōu)異的柔韌性，在彎曲時仍可準確地記錄和讀取信息。

這種薄膜通過高密度的氫鍵網絡，將應力分散在更廣闊的多尺度三維網絡中，避免應力集中，同時實現了高強度和高柔韌性，在完全折疊后沒有破壞性折痕，卷起后也可恢復原狀。該薄膜還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，與廣泛使用的不可持續(xù)的石油基塑料薄膜相比，在250攝氏度下也沒有明顯的變化。這些出色的力學、熱力學與光學特性，使其成為精密光學器件和柔性電子器件領域的理想薄膜材料。

《光明日報》（ 2022年01月10日08版）

記者 常河 通訊員 桂運安