由液晶模板化的香蕉状纳米纤维的电子显微镜照片。
《科学》杂志报道，受北极熊、荷叶以及壁虎启发，美国密歇根大学（UM）和威斯康辛大学（UW）的研究人员发现了一种新方法，可以使阵列的纳米纤维变成特殊的“分子毯”。这种纤维层可兼具防水、绝缘和发光等多种特性。UM化学工程教授、论文资深作者乔尔格•拉汗（Joerg Lahann）说：“这个发现非常不可思议。”
北极熊的毛发具有奇特的保温功能——既可以使光很容易地进入，又能保证热量不会轻易散失。荷叶的表面有阵列的微观蜡质小管，它们对水不具有亲和力。壁虎脚上的纳米级茸毛使其能通过原子吸引力牢牢吸附住爬行表面。研究人员希望模仿这些“超能力”，并将其整合到阵列纳米纤维中。拉汗说：“这意味着我们需要找到一种截然不同的方法来制造纳米纤维。”拉汗等发现，较之于含垂直纳米纤维的表面，含有弯曲纳米纤维的表面之间的贴合更紧密——顺时针和逆时针缠绕的纳米纤维可以产生维克罗魔术贴一样的效果。
拉汗对纳米纤维的光学特性的改造也是一个有趣的过程。他与时为UW麦迪逊分校化学工程教授的尼古拉斯•阿伯特（Nicholas Abbott）合作，试图让纳米纤维具有北极熊皮毛那样的光导向功能。然而，最初的尝试却失败了。阿伯特说：“科学进展不会总如人意，我们需要做的是保持警惕和耐心，将实验的失败转化为机遇。”最后，他们利用液晶作为模板剂，引导纳米纤维的“生长”，使其具有特殊的香蕉状形态。拉汗评价说：“我们采用了多种方法控制纳米纤维的结构，并且这种调控是三维式的。”
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编译：雷鑫宇
审稿：德克斯特
责编： 唐林芳
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181115144906.htm
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