El papel Xuan, conocido como uno de los cuatro tesoros del estudio, es un soporte importante para el arte de la pintura y la caligrafía china tradicional, y también es un preciado patrimonio cultural de la nación china. Tiene una historia de más de 1500 años y la artesanía del papel Xuan también figura como parte del patrimonio cultural inmaterial del mundo. El papel Xuan tiene las ventajas de ser suave y resistente, no se daña después de doblarse, es suave pero no resbaladizo, absorbe agua y tinta con facilidad, es anticorrosivo y antipolillas.

En un artículo reciente publicado en ACS Materials Letters , un equipo dirigido por el profesor Yu Shuhong de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China ha descubierto el mecanismo microscópico de la alta resistencia y la alta tenacidad a través de la caracterización detallada del papel Xuan tradicional. El equipo descubrió por primera vez que hay una gran cantidad de nanofibras y microfibras entrelazadas en el papel Xuan, formando una red tridimensional micro-nano multiescala. Es esta estructura multiescala biónica la que dota al papel Xuan de gran resistencia y gran flexibilidad.

El equipo descubrió que la estructura multiescala del papel Xuan tradicional era exactamente la misma que la estructura multiescala de muchos materiales estructurales biológicos. Las estructuras multiescala permiten que los materiales estructurales biológicos superen las limitaciones de los bloques estructurales básicos, al mismo tiempo que logran propiedades sobresalientes como alta resistencia y dureza.

Inspirándose en la estructura multiescala del papel Xuan, los investigadores prepararon una película transparente de alto rendimiento y alta turbidez ensamblando microfibras de celulosa y nanofibras de celulosa en una estructura multiescala. Esta estructura multiescala dotó a la película de alta resistencia, alta tenacidad, alta transmisión de luz y alta turbidez, excelente flexibilidad y capacidad de plegado y otras excelentes propiedades integrales, y podría producirse en masa a través del proceso Roll-to-Roll.

La estructura micro-nanocompuesta de la película podría dispersar la tensión en una red tridimensional multiescala más amplia a través de la red de enlaces de hidrógeno de alta densidad, que evitó la concentración de tensión y logró alta resistencia y alta flexibilidad al mismo tiempo. Además, la película no formó arrugas destructivas después de plegarse por completo y pudo restaurarse a su forma original después de enrollarse. La película multiescala también tenía una excelente estabilidad térmica. En comparación con la película plástica insostenible a base de petróleo ampliamente utilizada, la película biodegradable a base de celulosa multiescala no tuvo ningún cambio evidente a una temperatura alta de 250 °C, mientras que la película plástica petroquímica ampliamente utilizada se ablandó y deformó por completo a esta temperatura.

Debido a estas características sobresalientes, estas ventajas de la película multiescala la convierten en un material de película ideal para aplicaciones en dispositivos ópticos de precisión y dispositivos electrónicos flexibles. Los investigadores utilizaron la película multiescala como sustrato para fabricar un circuito de comunicación de campo cercano (NFC). La película integrada con el circuito NFC no solo exhibió una alta transparencia y una gran neblina, sino que también tuvo una excelente flexibilidad. Incluso si la película estaba muy doblada, el teléfono inteligente podía leer la información escrita en la película con rapidez y precisión. + Explora más

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