中文

湿润时更强:通过零废弃配位实现水抗性壳基材料

材料科学 2026-02-25 v1 软凝聚态物质 生物物理

摘要

塑料因其耐久性和水稳性而成为我们社会不可或缺的一部分,这种性能是通过强大的分子相互作用实现的。然而,这些特性也使它们成为生态循环中顽固破坏者,与生物结构相对,后者通过与环境合作既实现卓越的机械性能,又实现生态集成。本研究致力于从脊柳动物的角质层中获得灵感,将地球上丰富的有机分子用于水中。该过程通过将甲壳素与少量尼镍混合,形成一种利用环境水的动态分子键网络,从而制成一种在湿润状态下强度远高于一般塑料的材料。该方法保留了该分子的原始化学,因此其在地球代谢中的无缝集成,同时避免了通常与生物分子相关的强有机溶剂的使用。该方法展示了在制造中实现范式转变的潜力,能够以零废弃方式生产耗材及大型物体,以满足全球对塑料的需求。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.10909,
  title  = {Stronger when wet: Water-resistant chitinous objects via zero-waste coordination with metal ions},
  author = {Akshayakumar Kompa and Javier G Fernandez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10909},
  year   = {2026}
}

备注

15 Pages and 3 Figures. The supplementary information comprises materials and methods, eight additional figures, and four videos