Во главе с Нэнфэнгом Ю, адъюнкт-доктором наук прикладной физики, команда характеризовала оптические особенности, которые связаны с одномерными наноструктурами, каковые они нашли в волокнах кокона моли кометы. Они были так очарованы необыкновенными особенностями этих волокон, что они развивали технику, дабы прясть неестественные волокна, каковые подражают наноструктурам и оптическим особенностям натуральных волокон. Изучение опубликовано сейчас в Свете: Наука & Использование.«Волокна моли кометы – лучший естественный волокнистый материал, дабы заблокировать солнечный свет, что мы когда-либо видели.
Синтезирование волокон, владеющих подобными оптическими особенностями, имело возможность иметь ответственные последствия для синтетической индустрии волокна», сообщил Ю, специалист в нанофотонике. «Второе необычное свойство этих волокон пребывает в том, что они смогут вести световые сигналы либо кроме того транспортировать простые изображения от одного финиша до другого финиша волокна. Это указывает, что мы имели возможность бы быть в состоянии применять их в качестве биологически совместимого и bioresorbable материала для транспорта изображения и оптического сигнала в биомедицинском применении».
Тогда как отдельные волокна, произведенные отечественными одомашненными тутовыми шелкопрядами, похожи на жёсткие, прозрачные цилиндры под оптическим микроскопом, у отдельной нити, которую прядут гусеницы моли кометы, имеется весьма железный блеск. Волокна моли кометы содержат высокую плотность наноразмерных волокнистых воздушных вакуумов, каковые бегут на протяжении волокон и вызывают сильное зеркальное (подобное зеркалу) отражение света. Единственное волокно с толщиной людских волос, примерно 50 микронов в диаметре, отражает больше чем 70% видимого света. Наоборот, для неспециализированного текстиля, включая шелковые ткани, дабы достигнуть для того чтобы уровня отражательной свойстве, необходимо соединить большое количество слоев прозрачных волокон для неспециализированной толщины примерно на порядок больше чем это единственного волокна моли кометы.
Помимо этого, высокая отражательная свойство волокон моли кометы простирается далеко за пределами видимого диапазона в инфракрасный спектр – невидимый для людской глаза, но содержащий примерно половину солнечной энергии. Это, совместно со свойством волокон поглотить свет крайней фиалки (UV), делает их совершенными для блокирования солнечного света, что содержит UV, видимые, и инфракрасные компоненты.Свойство волокон моли кометы вести свет есть эффектом, известным как поперечная локализация Андерсона, и результат волокнистых воздушных вакуумов на протяжении волокон: воздушные вакуумы приводят к сильному оптическому рассеиванию в поперечном сечении волокна, обеспечение поперечного заключения света, но представления никакого препятствия для легкого распространения на протяжении волокон.«Эта форма управления света – ограничение света, дабы размножиться в интерьере берега материала без поперечной легкой утечки – весьма отличается от той, применяемой в светопроницаемости через подводные волоконно-оптические кабели, где легкое заключение обеспечено отражением на границе между слоем оболочки и ядром волокна», сообщил Норман Ши, ведущий студент доктора и автор статьи философии сравнительно не так давно закончили лабораторию Ю, сообщил. «Это – первый раз, в то время, когда поперечная локализация Андерсона была найдена в естественной совокупности материалов.
Отечественное открытие открывает вероятное использование в легком управлении, сосредоточении света и транспорте изображения, где биологическая совместимость требуется».Когда команда Ю характеризовала волокна моли кометы, они тогда устанавливают в изобретение новых способов натяжения волокна, каковые подражают механизму вращения волокна гусеницы моли кометы, дабы создать волокна, включенные с высокой плотностью макрочастицы либо волокнистых вакуумов.
Исследователи достигли плотности вакуумов пара раз выше, чем отысканный в натуральных волокнах: единственное биовдохновленное волокно в состоянии отразить ~93% солнечного света. Они произвели эти биовдохновленные волокна, применяя два материала: естественный материал (восстановленный шелк, т.е., жидкий предшественник шелковых волокон) и синтетический полимер (polyvinylidene difluoride).
Тогда как первый подходит для заявлений, требующих биологической совместимости, последний подходит для большого производства пропускной свойстве.«Единственное значительное различие между отечественными биовдохновленными волокнами и волокнами, применяемыми универсально для одежды и текстиля, – то, что биовдохновленные волокна содержат спроектированные наноструктуры, в то время как простые волокна, у всех имеется жёсткое ядро», сообщил Ю. «Свойство структурной разработки на маленьком поперечном сечении волокна через высокую пропускную свойство, высокопродуктивный процесс вращения волокна открывает новое измерение дизайна – мы можем вселить полностью новые оптические и термодинамические функции в волокна и текстиль, складывавшийся из таких волокон. Мы имели возможность преобразовать синтетическую индустрию волокна!»Эти биовдохновленные волокна имели возможность употребляться чтобы сделать ультратонкое лето, одевая со особенностями «кондиционера».
Всего пара слоев волокон имели возможность сделать всецело непрозрачную ткань, которая есть частью листка бумаги в толщине. Все же это не стало бы прозрачным, в то время, когда обладатель потеет, что есть простой проблемой с простым текстилем. Тогда как пот сокращает непрозрачность неспециализированных тканей, уменьшая количество интерфейсов воздуха волокна, каковые отражают свет, это не затронуло бы наноразмерные воздушные вакуумы, включенные в биовдохновленные волокна. Помимо этого, ультратонкая одежда, сделанная из «пористых» волокон, содействовала бы охлаждению через комбинацию испарения пота, воздушного потока между микросредой людской тела и радиацией и внешностью тепла тела к внешней среде. «Так Ваша одежда имела возможность дать Вам окончательный опыт охлаждения через коллективный эффект испаряющего, конвективного, и излучающего охлаждения», добавил Ю.
Мадагаскарская моль кометы – один из самых громадных в мире с коконами, охватывающими 6 – 10 см в длине. Гусеницы делают собственные коконы в пологе дерева Мадагаскара с громадным числом солнечного света, что имел возможность решительно нагреть куколки, если бы их коконы не владели их рефлексивным железным блеском.
Этим феноменальным волокнам, волокнистые воздушные вакуумы которых могли быть результатом естественного отбора не допустить перегревание, представила вниманию Ю Кэтрин Крэйг, директор по Сохранению НПО через Poverty Alleviation, International. CPALI трудится с сельскими фермерами в Мадагаскаре, дабы развивать стабильные средства к существованию, каковые поддерживают и экосистемы и людей, выращивая и реализовывая родные ресурсы, один продукт, являющийся волокнами, произведенными гусеницами моли кометы.
Ю на данный момент трудится над повышением пропускной свойстве производства таких биовдохновленных наноструктурированных волокон. Его лаборатория желает достигнуть этого с минимальными модификациями к простой практике промышленного натяжения волокна.
«Мы не желаем решительно изменять те огромные автомобили вращения волокна в применении везде по индустрии», сообщил Ю. «Вместо этого мы желаем ввести умные повороты нескольким критическим шагам либо компонентам, так, эти автомобили смогут произвести наноструктурированный, а не тело, волокна».