Bioinspired Strong and Tough Organic–Inorganic Hybrid Fibers

材料科学 极限抗拉强度 韧性 纤维 复合材料 生物矿化 微观结构 无定形固体 混合材料 丝素 模数 纳米技术 化学工程 丝绸 化学 结晶学 工程类
作者
Yao Xiao,Chenjing Yang,Baoling Guo,Xiaowei Zhai,Shuxing Lao,Peng Zhao,Jian Ruan,Xingyu Lu,Kai Liu,Dong Chen
出处
期刊:Small structures [Wiley]
卷期号:4 (10) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/sstr.202300080
摘要

High‐strength and high‐toughness bio‐based fibers attract broad interest in biomechanical applications. Herein, strong and tough organic–inorganic regenerated silk fibroin/hydroxyapatite (RSF/HAP) hybrid fibers are prepared using a single‐channel microfluidic device. Calcium phosphate oligomers (CPOs) dispersed in the RSF matrix first grow into spherical amorphous calcium phosphates (ACPs), which then crystallize into needle‐like HAPs under a humidity condition, mimicking the biomineralization in collagen bundles. HAPs are better aligned along the RSF/HAP fiber direction after poststretching, forming a highly ordered and densely packed microstructure within the fiber and thus facilitating highly dense noncovalent interactions between rigid inorganic HAP nanocrystals and flexible organic RSF matrix. The highly dense noncovalent interactions endow the organic–inorganic hybrid fibers with superior mechanical properties and twisted RSF/HAP fiber bundles demonstrate a remarkable tensile strength of 778 MPa, a high Young's modulus of 17.8 GPa, a large tensile strain of 19.9%, and an excellent toughness of 121 MJ m −3 after proper twisting treatments. RSF/HAP hybrid fibers also show good performances against static loading, dynamic impact, and extreme cold condition and they can maintain their mechanical properties down to −50 °C. Therefore, the fibers are strong and tough and the strategy is facile and efficient.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
满意问晴发布了新的文献求助10
刚刚
隔壁小王完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
英俊的铭应助轻松笙采纳,获得10
2秒前
酷酷发布了新的文献求助10
4秒前
33发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
烟花应助hanny采纳,获得30
5秒前
在水一方应助满意问晴采纳,获得10
7秒前
7秒前
传奇3应助幽默的雁露采纳,获得10
8秒前
隐形曼青应助moi_joanne采纳,获得10
8秒前
8秒前
ljh完成签到 ,获得积分10
8秒前
YU驳回了田様应助
8秒前
领导范儿应助狂野灵波采纳,获得10
8秒前
9秒前
夨艺发布了新的文献求助10
10秒前
孤独口红发布了新的文献求助10
10秒前
CipherSage应助曹苍久采纳,获得10
12秒前
wwwwzzzz发布了新的文献求助10
12秒前
嘻嘻哈哈应助轻松笙采纳,获得10
14秒前
DDD完成签到,获得积分10
14秒前
华仔应助玢岩采纳,获得10
15秒前
16秒前
小包子完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
心想事成发布了新的文献求助10
18秒前
上官若男应助互认采纳,获得30
19秒前
19秒前
20秒前
lwb发布了新的文献求助10
20秒前
852应助ineout采纳,获得10
20秒前
瘦瘦的念芹完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
孤标傲世完成签到 ,获得积分10
22秒前
耍酷的白梦完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
JamesPei应助lll采纳,获得10
24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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7322324
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937727
关于积分的说明 18949053
捐赠科研通 6980139
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214967
关于科研通互助平台的介绍 2382478
邀请新用户注册赠送积分活动 2194165