Tegenwoordig kun je niet meer weg van plastic. We produceren elk jaar meer dan 300 miljoen ton plastic, waarvan meer dan 40% wordt verwerkt tot films voor verpakking. Veel van deze plastic filmproducten, zoals plastic zakken en voedselverpakkingen, hebben een levensduur van slechts enkele minuten tot uren, toch kunnen ze honderden jaren in het milieu blijven bestaan.

Aangezien de snel toenemende productie van plastic wegwerpproducten het vermogen van de wereld om ermee om te gaan, overweldigt, Vervuiling door plastic film is een van de meest urgente milieuproblemen geworden. Met zonlicht, wind, en golfactie, slechts een enkele plastic zak kan in maar liefst 1,75 miljoen microscopisch kleine fragmenten worden gebroken. Deze zogenaamde microplastics zijn in alle uithoeken van de wereld gevonden vanaf de Mount Everest, de hoogste top, naar de Marianentrog, het diepste dal. Waarbij ze zijn gevonden in meer dan 100 soorten, inclusief, vis, garnaal, en vogels.

In een studie gepubliceerd in Materie , een team onder leiding van Prof. Yu Shuhong van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen rapporteerde een ultrasterke, ultrasterke en transparante op parelmoer geïnspireerde nanocomposietfilm, die is opgebouwd uit duurzame ingrediënten door levende bacteriën. Deze duurzame film wordt vervaardigd door middel van een eenvoudig eenstaps fermentatieproces, het zogenaamde aerosol-assisted biosyntheseproces. Dit nieuwe fermentatieproces combineerde de afzetting van nanomateriaal en assemblage op nanoschaal met het bacteriële secretieproces om toenemende sterkte en transparantie te bereiken. Profiteren van de combinatie van klei nanosheets en bacteriële cellulose, deze film verwerkt een op parelmoer geïnspireerde "baksteen en vezel" -structuur die een uitstekende mechanische sterkte biedt. In de tussentijd, de interactie tussen klei nanosheets en bacteriën resulteerde in fijnere bacteriële cellulosevezels die de sterkte en transparantie van film verder verbeteren.

Deze op parelmoer geïnspireerde composietfilm bezit meerdere intrigerende macroscopische eigenschappen in één materiaal, inclusief unieke optische eigenschappen en uitstekende mechanische eigenschappen. Profiteer van de op parelmoer geïnspireerde "baksteen en vezel" -structuur met fijnere BC-vezel, de doorlaatbaarheid en de waas van de op parelmoer geïnspireerde composietfilm zijn meer dan 73% en 80%, respectievelijk, binnen het hele zichtbare spectrum. De unieke optische prestaties die een hoge optische transmissie en een hoge optische waas combineren, zijn van cruciaal belang voor efficiënt lichtbeheer in opto-elektronische apparaten, wat een uitdaging is voor kunststoffolie vanwege hun homogene structuur. Een dergelijke op parelmoer geïnspireerde composietfilm met hoge transparantie en waas kan worden gebruikt als een potentieel materiaal voor kunststofvervangers bij lichtbeheer.

In de tussentijd, de verkregen op parelmoer geïnspireerde composiet heeft een hoge sterkte (~ 482 MPa) en stijfheid (~ 15 GPa), die meer dan zes en drie keer hoger zijn dan die van PET-folie, respectievelijk. Daarnaast, goede flexibiliteit zorgt ervoor dat de op parelmoer geïnspireerde composiet in de gewenste vorm kan worden gevouwen en geen zichtbare schade vertoont na het uitvouwen. Bovendien, de op parelmoer geïnspireerde composiet vertoont een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt (~3 ppm K-1) en een hoge maximale gebruikstemperatuur (tot 250 oC), wat een betere thermische stabiliteit en maatvastheid van de op parelmoer geïnspireerde composiet betekent, waardoor het bij dagelijks gebruik veiliger en betrouwbaarder is dan kunststoffen. In vergelijking met opwindende biogebaseerde polymeren, onze op parelmoer geïnspireerde composiet vertoont veel betere mechanische en thermische eigenschappen met een goede duurzaamheid. Verder, gezien het intrinsieke kenmerk van fermentatie, grootschalige productie van dit duurzame, op parelmoer geïnspireerde composiet voor commercieel gebruik kan in de nabije toekomst worden verwacht.

De op parelmoer geïnspireerde composiet kan niet alleen plastic vervangen en ervoor zorgen dat we er niet in verdrinken, maar toont ook een groot potentieel als de volgende generatie substraatmateriaal voor flexibele elektronica. In het algemeen, een ideaal substraat voor flexibele elektronica vereist optische transparantie voor displays, flexibiliteit en opvouwbaarheid, lage kosten en vormvastheid onder thermische cycli. Integreert de uitstekende mechanische, thermische en optische eigenschappen in één materiaal, de op parelmoer geïnspireerde composiet zal een zeer belangrijke rol spelen als nieuw substraatmateriaal voor flexibele elektronica.