Materiały wykonane z włókien jedwabnika od dawna są cenione za piękny blask i zdolność utrzymywania chłodu. Naukowcy z Columbia Engineering odkryli, że włókna wytwarzane przez gąsienice ćmy z gatunku Argema mittrei są znacznie lepsze pod względem jasności i zdolności chłodzenia. Prowadzony przez profesora fizyki stosowanej Nanfanga Yu zespół scharakteryzował właściwości optyczne związane z jednowymiarowymi nanostrukturami znalezionymi we włóknach kokonu ćmy. Byli tak zafascynowani niezwykłymi właściwościami tych włókien, że opracowali technikę wirowania naśladującą nanostruktury i właściwości optyczne włókien naturalnych.

„Włókna te są najlepszym naturalnym włóknem blokującym światło słoneczne, jakie kiedykolwiek widzieliśmy. Syntezowanie włókien o podobnych właściwościach optycznych może mieć dobre skutki dla przemysłu włókien syntetycznych”, powiedział Yu, ekspert w dziedzinie nanofotoniki. „Kolejną niezwykłą właściwością tych włókien jest to, że mogą one przewodzić sygnały świetlne, a nawet przenosić proste obrazy z jednego końca na drugi koniec światłowodu. Oznacza to, że możemy wykorzystać je jako biokompatybilny materiał do transportu sygnałów optycznych i obrazów w zastosowaniach biomedycznych.”

Podczas gdy poszczególne włókna produkowane przez nasze udomowione jedwabniki wyglądają jak solidne, przezroczyste cylindry pod mikroskopem optycznym, to pojedyncza nitka wyczesana przez gąsienice ćmy kometowej ma metaliczny połysk. Włókna te zawierają wysoką gęstość pustek powietrznych, które biegną wzdłuż włókien i powodują silne odbijanie światła w lustrzanym odbiciu. Pojedyncze włókno o grubości ludzkiego włosa, o średnicy około 50 mikronów, odbija ponad 70% światła widzialnego. Natomiast w przypadku zwykłych tkanin, w tym tkanin jedwabnych, aby osiągnąć taki poziom odbicia, należy ułożyć wiele warstw przezroczystych włókien o łącznej grubości około 10 razy większej niż pojedynczego włókna ćmy kometowej. Ponadto wysoki współczynnik odbicia rozciąga się znacznie poza zasięg widzialny do widma w podczerwieni – niewidoczny dla ludzkiego oka, ale zawierający około połowy energii słonecznej. To, wraz ze zdolnością włókien do absorbowania światła ultrafioletowego (UV), czyni je idealnymi do blokowania światła słonecznego i podczerwonego.

Yu pracuje obecnie nad zwiększeniem i ulepszeniem produkcji bio-włókien nanostrukturalnych. Jego laboratorium chce to osiągnąć przy minimalnych modyfikacjach powszechnej praktyki ciągnięcia włókien przemysłowych.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here