研究:蜘蛛丝导热性媲美金属

【正见新闻网2012年03月09日】

美国爱荷华州立大学的研究人员发现,蜘蛛丝的导热性媲美金属。

蜘蛛丝除了强度佳、弹性好之外,科学家最近还发现它还具有导热的特性,而且导热性优于铜、铁等金属,仅次于银和钻石等少数材料,这种特性或可使蜘蛛丝用于制造散热电子元件或凉爽的衣物等。

据美国爱荷华州立大学(Iowa State University)网站报导,蜘蛛丝只有4微米粗(人的头发大约60微米粗),强度佳而且很有弹性。根据部分推测,蜘蛛丝可能是良好的热导体,但并没有人实际测试过蜘蛛丝的导热系数。

该校机械工程副教授王新伟(Xinwei Wang)专事研究材料的导热性,他一直在寻找导热性佳的有机材料,最近针对蜘蛛丝进行研究。其研究小组在实验室中饲养金丝蜘蛛(golden silk orbweavers),以研究蜘蛛丝的导热性。

研究发现,这种蜘蛛丝传导热量的能力胜过大多数材料,包括矽、铝、和纯铁等一些良好热导体。蜘蛛丝的导热性优于蚕丝1,000倍,优于其它有机组织800倍。

王新伟以其开发的实验室技术进行测量,结果显示,蜘蛛丝的导热率是416 W/m•K,而铜的测量值为401,皮肤组织的测量值只有0.6。他说,此研究发现将彻底改变传统看法,传统看法认为生物材料的导热系数低。

王新伟表示,这非常令人惊讶,因为蜘蛛丝是有机材料。对于有机材料,这是有史以来最高的测量值。更令人惊讶的是,当蜘蛛丝被拉长时,热导率也会上升。王新伟说,当蜘蛛丝拉伸到20%的上限时,热导率也会提高20%。而大多数材料被拉伸时,导热性会丧失。

王新伟指出,这一发现“打开一扇大门,使软性材料可以作为另一种调节导热性的选择”,因此,蜘蛛丝或可用于制造有弹性的电子产品散热元件、更适合炎热天气的衣服、不积热的绷带、以及其它日常用品等。

上述研究发表于3月5日出刊的《先进材料》(Advanced Materials)杂志网路版。

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