基于几丁质胶体与复合材料的仿生金属加工方法
软凝聚态物质
2024-07-26 v2
摘要
生物系统以最小的代谢成本演化并利用常见组分，它们代表了以最小能量、本地资源和生态整合为中心的制造范式路标。本文展示了一种利用节肢动物表皮中的壳聚糖将不同金属的胶体悬浮液聚集成固体、超低黏结剂含量复合材料的新金属加工方法。这些可含逾99.5%金属的复合材料同时表现出对生物组分的结合亲和力和金属特性，如导电性。该方法与现有金属加工方法形成对比，其在环境温度和压力下进行，并由水交换驱动。此外，所涉及的所有非金属组分在每个生态系统中都被大量代谢。在这些条件下，证明了复合材料能够被打印并浇铸成具有金属特性的功能形状。几丁金属复合材料对其他生物组分的亲和力也使其能将金属特性赋予其他生物材料。这些发现与稳健的制造实例远不止基础演示，并提供了一种可推广的新金属加工方法。强调了基于生物材料独特特性及其制造方法原理、向生物材料范式转变的潜力。
引用
@article{arxiv.2210.01347,
title = {A biological approach to metalworking based on chitinous colloids and composites},
author = {Shiwei Ng and Benjamin Ng Guan Zhi and Robert E. Simpson and Javier G. Fernandez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01347},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 3 main figures, 4 videos, supplementary materials and methods, and 3 supplementary figures