受宣纸立体结构启发的新型可折叠展示膜问世

近日，记者从中国科学技术大学获悉，俞书鸿院士团队特约副研究员关通过细致的结构表征，探索传统宣纸高强韧性的微观机理，受宣纸制造工艺和结构的启发，研制出具有多尺度结构的高雾度透明膜。相关研究成果发表于《ACS材料通信》。

造纸术是中国古代四大发明之一，其中宣纸是我国保存高级档案史料的最佳纸张，是中华民族宝贵的文化遗产。截至目前，已有1500多年历史的宣纸制作工艺也被列为世界非物质文化遗产。

研究人员通过研究发现，宣纸中存在大量交织的纳米纤维和微纤维，形成微米、纳米多尺度的三维网络。这种多尺度结构赋予了宣纸高强度和柔韧性的机械优势。受宣纸多尺度结构的启发，将微纤维和纳米纤维组装成多尺度结构，制备了一种新型透明膜。这种多尺度结构赋予薄膜优异的综合性能，如高强度、高韧性、高透光率、高雾度、优异的柔韧性和可折叠性，可通过卷对卷工艺连续生产。

由于薄膜通过高密度氢键网络将应力分散在更广的多尺度三维网络中，避免了应力集中，同时实现了高强度和柔韧性，因此薄膜完全折叠后不会形成破坏性折痕，卷起后可以恢复原状。此外，该薄膜具有优异的热稳定性，与广泛使用的不可持续的石油基塑料薄膜相比，在250下没有明显变化。

这些优异的机械、热力学和光学性能使其成为精密光学器件和柔性电子器件的理想薄膜材料。基于该薄膜的柔性近场通信电路电子器件具有高透明性、高雾度和优异的柔性，弯曲时仍能准确记录和读取信息，显示了该薄膜作为柔性电子器件基板的应用潜力。