蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，倫敦自然歷史博物館（Natural History Museum）和法國(guó)歐洲同步輻射設(shè)施（ESRF）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，針葉樹(shù)的花粉壁上含有一種自然產(chǎn)生的“納米泡沫”，其孔徑不足千分之一毫米。這種以前只能人工制造的材料具有多種用途，包括開(kāi)發(fā)成本更低的電動(dòng)汽車電池。

（圖片來(lái)源：倫敦自然歷史博物館）

研究人員選擇分析針葉樹(shù)花粉，是因其進(jìn)化歷史比開(kāi)花植物的花粉更長(zhǎng)，而且細(xì)胞壁更厚，可以有效地與該館收藏的化石材料進(jìn)行比較。該博物館微體古生物學(xué)研究館員Stephen Stukins博士表示：“以前，科學(xué)家從未描述過(guò)這樣的生物納米泡沫?！?/p>

為了研究這種結(jié)構(gòu)，研究人員利用ESRF的ID16A光束線，通過(guò)X射線納米斷層掃描和X 射線熒光納米成像，對(duì)花粉壁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。ESRF的研究人員Alexandra Pacureanu表示：“這些技術(shù)發(fā)揮了獨(dú)特的作用，使研究人員能夠首次探索完整顆粒中的納米級(jí)3D結(jié)構(gòu)和天然元素組成，無(wú)需染色、樹(shù)脂包埋或切片?！?/p>

研究人員分析花粉壁的特性，包括光滑度、柔韌性和化學(xué)成分，然后在現(xiàn)代花粉和化石花粉之間進(jìn)行比較。研究數(shù)據(jù)首次揭示了一種由大自然制成的納米泡沫結(jié)構(gòu)。Stukins解釋說(shuō)：“這種泡沫是保護(hù)生物體遺傳密碼的一種適應(yīng)物，幫助植物群體在過(guò)去幾億年發(fā)生的環(huán)境和氣候侵襲中生存下來(lái)，例如化學(xué)和物理攻擊、酸雨或紫外線輻射?！?/p>

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，花粉壁中含有大量的鈣，可能像在骨骼中一樣加強(qiáng)細(xì)胞壁。而且，古代和現(xiàn)代花粉的彈性范圍大致相似，表明這種納米泡沫甚至可以保持其特性超過(guò)1.65億年。

該團(tuán)隊(duì)使用ESRF的原子力顯微鏡 (AFM)， 將花粉壁與其他天然和合成泡沫進(jìn)行比較。觀察顯示，所有材料的機(jī)械性能都是一致的，由此證實(shí)了納米泡沫假設(shè)。

這種納米泡沫結(jié)構(gòu)的潛在應(yīng)用之一是鈉離子電池。與鋰離子電池類似，鈉離子電池可用于電動(dòng)汽車和筆記本電腦等各種產(chǎn)品中，而且鈉儲(chǔ)量很豐富。然而，這類電池的可充電次數(shù)遠(yuǎn)少于鋰電池。花粉壁的納米泡沫結(jié)構(gòu)，有助于提高鈉電池的效率。該館微體古生物學(xué)研究館員Giles Miller表示：“在碳負(fù)極中采用這種泡沫結(jié)構(gòu)，能夠保留部分鈉離子，使電池更高效地運(yùn)行?！?/p>

這種納米泡沫還可能用于納米級(jí)混合材料和絕緣應(yīng)用。

該項(xiàng)研究將有助于科學(xué)界以花粉為模板來(lái)設(shè)計(jì)仿生材料。該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步了解這種泡沫在花粉中起到的確切作用，以及為什么有些花粉中含有納米泡沫，其他植物卻沒(méi)有等。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >