新華網(wǎng)合肥8月8日電  記者從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該?；瘜W(xué)與化工學(xué)院陸楊教授研究組和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授研究團隊合作，采用“解組裝-仿生組裝”的兩步策略，以廉價天然云母粉為原料，成功實現(xiàn)了高質(zhì)量云母納米片的大量制備，并組裝成高性能透明柔性仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復(fù)合膜。這一高性能仿生復(fù)合薄膜在柔性透明電子器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)成果日前發(fā)表在英國《自然-通訊》上。

據(jù)了解，作為一種常見的層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽天然礦物，云母具有特殊的可見光透過和紫外屏蔽性能，并有高電氣絕緣性、耐酸堿與高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點，是未來柔性透明電子器件等領(lǐng)域的理想材料。然而，高品位的片云母產(chǎn)量低且價格昂貴，極大限制了其應(yīng)用。天然碎云母盡管儲量豐富、價格低廉且與片云母化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)相同，但由其制備的天然云母粉的粒徑大且縱橫比低，剝離成高質(zhì)量的云母納米片也極為困難，難以通過仿生組裝制備高性能的宏觀尺度膜。

該研究團隊攻克了天然云母粉宏量剝離等難題，通過液相剝離制備的單層或少層超薄云母納米片在溶液中可以穩(wěn)定分散超過1個月。同時，利用噴涂技術(shù)，成功將超薄云母納米片與殼聚糖混合溶液組裝成微納尺度上具有“磚-泥”層狀結(jié)構(gòu)的仿貝殼結(jié)構(gòu)云母復(fù)合膜，并進行了組分和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

研究結(jié)果表明，當(dāng)云母含量達到60%時，這一新型復(fù)合膜顯示出優(yōu)異的機械強度（拉伸應(yīng)力~260 MPa，楊氏模量16.2GPa）、良好的可見光透過率（38-65%），以及獨特的紫外屏蔽性（62-100%），其整體性能優(yōu)于天然片云母和其他種類的粘土仿貝殼薄膜。經(jīng)受144小時紫外（313 nm）照射后，其拉伸性能幾乎不變，因此具有優(yōu)異的抗紫外老化性能。同時基于該透明薄膜已經(jīng)成功制備了可彎曲的光電檢測器件。

據(jù)介紹，這一成果易于工業(yè)化放大，而且在聚合物復(fù)合材料以及透明的紫外屏蔽涂層的研發(fā)中可以普遍推廣，為廉價低品位的天然碎云母的精加工和升級應(yīng)用提供了新的思路和技術(shù)。（記者周暢、徐海濤）