丝线制成材料能扭曲太赫兹光特性
发布时间: 2026-05-19 15:29:23
科技日报北京5月18日电（记者刘霞）英国伦敦帝国理工学院、美国密歇根大学工程学院和塔夫茨大学科学家发现，通过调节压塑时的温度和压力，可将丝绸中的丝线融合成一种坚固透明的塑料状材料，使其具有能扭曲太赫兹频率光的特性，从而在6G领域极具应用潜力。相关论文发表于最新一期《自然·可持续发展》杂志。
5种由蚕丝制成的材料覆盖在文字上，以展示材料的光学特性随着蚕丝纤维熔融时的温度和压力而变化。当温度超过95℃时，蚕丝纤维会更充分地熔融，材料变得透明。随着温度和压力的升高，材料会呈现出琥珀色，当温度超过245℃时，材料则变得不透明。图片来源：密歇根大学官网 这种新材料非常轻，强度却胜过许多依赖化石燃料的金属合金和传统塑料。凭借出色的机械性能，它可用于运动装备、集装箱和特殊包装。弹道测试显示，其抗穿刺能力堪比碳纤维增强聚合物（常用于飞机机身和汽车底盘）。更妙的是，它植入小鼠体内后会缓慢降解，有望用于临时医疗植入物，守护生命。
团队对该材料扭曲（即极化）太赫兹波的能力尤为着迷。6G频段延展至太赫兹频率，数据传输速率比5G快上数百倍，对农村高速互联网格外友好。
团队解释道，极化提供了另一种编码数据的途径，有望开辟更多信道。但在丝绸材料上实现极化并非易事。他们需要调控热压丝线成塑时的温度与压力，精细调节其扭曲光的程度，使之能在多种未来技术所需频率上大显身手。
新材料的神奇特性源于蚕丝本身的化学结构——有序与无序区域交替共生。蚕丝纤维由众多氨基酸长链构成，部分链段氨基酸随机排列，缠绕成无定形的“乱麻”；另一些链段则以重复模式连接，整齐折叠成扭曲的晶片。正是这种交错组合，赋予丝绸柔韧而强韧的特质。
研究显示，当蚕丝纤维被加热到125℃—215℃，并承受1900—9800个大气压时，丝中水分悄然蒸发。缠结的区域彼此融合成单层，而纤维内那精致的晶态褶皱却安然无恙。
最新进展有望减少时尚和纺织业的浪费。而且，新方法无需大量化学溶剂、盐和水，唯一必需的预处理仅是水煮蚕丝，以去除将纤维黏合成线的天然丝胶蛋白。
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