記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校俞書宏院士團隊特任副研究員管慶方等，通過對傳統宣紙的詳細結構表征，探究了其高強度高韌性的微觀機理，并且受宣紙制造工藝和結構的啟發，研制出了一種具有多尺度結構的高霧度透明薄膜。相關研究成果發表于《ACS材料通信》上。
造紙技術是中國古代四大發明之一，其中宣紙是我國保存高級檔案和史料的最佳用紙，是中華民族寶貴的文化遺產，迄今已有1500多年歷史的宣紙制作工藝也被列為世界非物質文化遺產。
科研人員通過研究發現，宣紙內部具有大量相互交織的納米纖維和微米纖維，形成了微米納米多尺度的三維網絡，這種多尺度結構賦予了宣紙高強度、高柔韌性的力學優勢。受宣紙多尺度結構的啟發，研究人員通過將微米纖維和納米纖維組裝成多尺度結構，制備了一種新型透明薄膜。這種多尺度結構賦予了該薄膜高強度、高韌性、高透光率、高霧度、極佳柔韌性和可折疊性等優異的綜合性能，并且可以通過卷對卷的工藝進行連續化生產。
由于該薄膜通過高密度的氫鍵網絡將應力分散在更廣闊的多尺度三維網絡之中，避免了應力的集中，同時實現了高強度和高柔韌性，所以這種薄膜在完全折疊后不形成破壞性折痕，卷起后可恢復原狀。此外，該薄膜還具有優異的熱穩定性，與廣泛使用的不可持續的石油基塑料薄膜相比，在250℃下也沒有明顯的變化。
這些出色的力學、熱力學與光學特性，使其成為應用于精密光學器件和柔性電子器件領域的理想薄膜材料。基于該薄膜制作的柔性近場通訊電路電子器件兼具高透明度、高霧度和優異的柔韌性，在彎曲時仍然可以準確地記錄和讀取信息，展示了該薄膜作為柔性電子器件基底的應用潛力。
