Mechanical properties and toughening mechanisms of natural silkworm silks and their composites

增韧 材料科学 复合材料 韧性 复合数 高分子科学
作者
Kang Yang,Juan Guan,Zhengzhong Shao,Robert O. Ritchie
出处
期刊:Journal of The Mechanical Behavior of Biomedical Materials [Elsevier BV]
卷期号:110: 103942-103942 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.jmbbm.2020.103942
摘要

There is an emerging interest in natural silkworm silks as alternative reinforcement for engineering composites. Here, we summarize the research on two common silkworm silks and silk fibre reinforced plastics (SFRPs) from the authors over the past few years in the context of related research. Silk fibres from silkworms display good strength and toughness under ambient and cryogenic conditions owing to their elastic-plastic deformation mechanism. In particular, the wild Antheraea pernyi (A. pernyi) silk also displays micro- and nano-fibrillation as an important mechanism for toughness and impact resistance. For SFRP composites, we found: (i) it is critical to achieve silk fibre volume fraction to above 50% for an optimal reinforcement and toughening effect; (ii) the tougher A. pernyi silks present a better reinforcement and toughening agent than B. mori silks; (iii) impact and toughness properties are advantageous properties of SFRPs; (iv) hybridization of natural silk with other fibres can further improve the mechanical performance and economics of SFRPs for engineering applications; and (v) the lightweight structure designs can improve the service efficiency of SFRPs for energy absorption. The understanding on the comprehensive mechanical properties and the toughening mechanisms of silks and silk fibre-reinforced polymer composites (SFRPs) could provide key insights into material design and applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
无情曼易完成签到,获得积分20
1秒前
bkagyin应助QIUMIN采纳,获得10
1秒前
heiye完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
临溯完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
本真发布了新的文献求助10
2秒前
fishh发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
李李完成签到,获得积分10
3秒前
Owen应助灝男采纳,获得10
3秒前
猪猪加油发布了新的文献求助10
3秒前
kelly完成签到,获得积分10
3秒前
饭神仙鱼完成签到,获得积分10
4秒前
碧蓝大白菜真实的钥匙完成签到,获得积分10
4秒前
ZOE应助XWLi采纳,获得30
4秒前
2032jia发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
sonja发布了新的文献求助10
4秒前
慕青应助爱吃火锅采纳,获得10
5秒前
树下的枫凉完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
机智的邪欢完成签到,获得积分10
6秒前
愤怒的傲丝完成签到 ,获得积分10
6秒前
无情曼易发布了新的文献求助30
6秒前
潇洒的诗桃完成签到,获得积分0
6秒前
小二郎应助科研棒棒哒采纳,获得10
7秒前
zz完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
友好梦易关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
FG发布了新的文献求助10
8秒前
久顾南川发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
wesley发布了新的文献求助100
9秒前
萨日呼完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6441221
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255216
关于积分的说明 17575371
捐赠科研通 5499778
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900146
邀请新用户注册赠送积分活动 1876885
关于科研通互助平台的介绍 1716980