研究:蜘蛛絲導熱性媲美金屬

【正見新聞網2012年03月09日】

美國愛荷華州立大學的研究人員發現,蜘蛛絲的導熱性媲美金屬。

蜘蛛絲除了強度佳、彈性好之外,科學家最近還發現它還具有導熱的特性,而且導熱性優於銅、鐵等金屬,僅次於銀和鑽石等少數材料,這種特性或可使蜘蛛絲用於製造散熱電子元件或涼爽的衣物等。

據美國愛荷華州立大學(Iowa State University)網站報導,蜘蛛絲只有4微米粗(人的頭髮大約60微米粗),強度佳而且很有彈性。根據部分推測,蜘蛛絲可能是良好的熱導體,但並沒有人實際測試過蜘蛛絲的導熱係數。

該校機械工程副教授王新偉(Xinwei Wang)專事研究材料的導熱性,他一直在尋找導熱性佳的有機材料,最近針對蜘蛛絲進行研究。其研究小組在實驗室中飼養金絲蜘蛛(golden silk orbweavers),以研究蜘蛛絲的導熱性。

研究發現,這種蜘蛛絲傳導熱量的能力勝過大多數材料,包括矽、鋁、和純鐵等一些良好熱導體。蜘蛛絲的導熱性優於蠶絲1,000倍,優於其它有機組織800倍。

王新偉以其開發的實驗室技術進行測量,結果顯示,蜘蛛絲的導熱率是416 W/m•K,而銅的測量值為401,皮膚組織的測量值只有0.6。他說,此研究發現將徹底改變傳統看法,傳統看法認為生物材料的導熱係數低。

王新偉表示,這非常令人驚訝,因為蜘蛛絲是有機材料。對於有機材料,這是有史以來最高的測量值。更令人驚訝的是,當蜘蛛絲被拉長時,熱導率也會上升。王新偉說,當蜘蛛絲拉伸到20%的上限時,熱導率也會提高20%。而大多數材料被拉伸時,導熱性會喪失。

王新偉指出,這一發現“打開一扇大門,使軟性材料可以作為另一種調節導熱性的選擇”,因此,蜘蛛絲或可用於製造有彈性的電子產品散熱元件、更適合炎熱天氣的衣服、不積熱的繃帶、以及其它日常用品等。

上述研究發表於3月5日出刊的《先進材料》(Advanced Materials)雜誌網路版。

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