Исследователи из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) и их американские коллеги научились превращать шелковые нити в прозрачные пластикоподобные материалы, которые управляют поляризацией терагерцовых волн. Это открытие может стать основой для компонентов сетей 6G из переработанного шелка. Исследование опубликовано в Nature Sustainability.
Новые материалы легкие, но при этом прочнее многих металлических сплавов и обычных пластиков. По стойкости они сравнимы с углепластиком, используемым в авиации и автомобилестроении. А поскольку материал постепенно разлагается в организме без следа, он перспективен для временных медицинских имплантатов.
Особый интерес вызывает способность материала управлять терагерцовыми (ТГц) волнами — именно в этот диапазон расширяется перспективный стандарт 6G. Терагерцовые волны — ключевой элемент концепции сетей 6G. Они представляют собой электромагнитное излучение в диапазоне частот от 0,1 до 10 ТГц (длина волны — от 3 мм до 30 мкм). Этот диапазон открывает возможности для достижения сверхвысоких скоростей передачи данных, которые недоступны для предыдущих поколений связи.
Обычно на терагерцовых частотах сложно получить нужную поляризацию, но шелковый композит, полученный из нитей, с этим справляется. Это происходит благодаря химической структуре шелка. Его волокна состоят из длинных цепочек аминокислот, в которых хаотичные (аморфные) участки чередуются с упорядоченными кристаллическими. Это сочетание придает шелку прочность и гибкость.
Чтобы получить новый материал, волокна нагревают до 125−215°C под давлением от 1900 до 9800 атмосфер. Вода испаряется, аморфные области сплавляются в единый лист, но кристаллические структуры внутри волокон не разрушаются.
Новый метод обходится без агрессивных растворителей: достаточно прокипятить шелк, чтобы удалить связующий белок серицин. Сейчас команда работает над масштабированием технологии для сложных форм и оценивает полный экологический эффект.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Перми создали керамику с регулируемой прочностью.
