• 您現在的位置是:首頁 >動態 > 2021-04-11 11:32:32 來源:

    在工程魷魚基生物材料中發現的熱轉換

    導讀 用于最佳光學和電學性能的調諧材料正變得司空見慣。現在,研究人員和制造商可以通過使用由多個DNA重復序列制成的魷魚啟發蛋白來調整材料的

    用于最佳光學和電學性能的調諧材料正變得司空見慣。現在,研究人員和制造商可以通過使用由多個DNA重復序列制成的魷魚啟發蛋白來調整材料的導熱性。

    在工程魷魚基生物材料中發現的熱轉換

    “控制現代技術中的熱傳輸 - 制冷,數據存儲,電子或紡織品 - 是一個尚未解決的問題,”賓夕法尼亞州先進光纖技術研究中心工程科學與機械教授兼主任Melik Demirel說。“例如,大多數標準塑料材料具有非常低的導熱性,它們是熱絕緣體。我們正在研究的這些基于魷魚的生物材料在環境濕度下具有低導電率,但它們可以設計成使其導熱率顯著增加“。

    在這種情況下,增加取決于蛋白質中串聯重復的數量,并且可以是傳統塑料中增加的4.5倍。串聯重復是在自然界中發現的重復DNA串,在這種情況下,在魷魚環牙齒中。

    研究人員說,這種生物蛋白薄膜的一個潛在用途可能是作為織物涂層,尤其是運動服。該材料在日常使用中可以非常舒適和舒適,但是當實際用于重度活動時,穿著者產生的汗液可以“翻轉”熱開關并允許織物從穿著者的身體移除熱量。

    Demirel和他的團隊設計了合成蛋白質,這些蛋白質在串聯重復序列上形成圖案。他們能夠選擇他們想要的重復次數,并研究各種蛋白質在這種情況下對水分的反應。

    “在環境條件下 - 濕度小于35%% - 這些蛋白質薄膜的導熱系數不依賴于重復單位或分子量,并表現出與無序聚合物和水不溶性蛋白質相似的導熱性,”研究人員今天報道( 8月13日在自然納米技術。

    然而,當薄膜被設計成具有更高的分子拓撲結構時,導熱性在它們變得更濕潤時,通過高濕度,水或汗液跳躍。研究人員與弗吉尼亞大學和NIST合作,發現隨著串聯重復序列數量的增加,導熱系數也會增加。

    “由于濕潤時的導熱系數與重復次數成線性關系,我們可以將熱導率計算到材料中,”Demirel說。“因此,我們可以制造出類似于高性能設備的更好的熱開關,穩壓器和二極管,以解決現代技術中的問題,如制冷,數據存儲,電子或紡織品。”

    當材料恢復到正常環境濕度或更低時,開關關閉,蛋白質不再有效地傳導熱量。

  • 成人app