受昆虫和蟹壳启发的室温金属加工工艺改进

蜜蜂头部模型，采用新的金属加工方法制作，灵感来自昆虫构建外壳的自然方式

从铁匠使用熔炉和铁砧的时代，到今天耗能巨大的工业设施，按照我们的意愿弯曲金属需要大量的热量、能量和努力。但是，就像许多事物一样，大自然可能早就找到了方法。

有时会在节肢动物（如螃蟹、龙虾、昆虫和蜘蛛）坚硬的外骨骼中发现金属化合物。这些外壳主要由一种叫做甲壳素的坚韧蛋白质构成，经过鞣制和脱水后会变硬。甲壳素和壳聚糖等其他相关分子可以吸附环境中的金属微粒，从而加固动物的外壳。

现在，新加坡科技设计大学（SUTD）的科学家们利用这种能力，在室温和压力下制造出了金属结构。研究人员制作了金属胶体混合物，然后将其倒入少量溶于水的壳聚糖中。

当水从混合物中蒸发出来时，壳聚糖分子开始将金属颗粒拉到一起，这与这些装甲动物的工作原理类似。

最终得到的是一块连续的固体金属，形状符合要求，纯度达到 99.5%。这些结构不仅具有金属的特性，包括良好的导电性，更有趣的是，它们还能与其他生物材料兼容，即使只添加了少量壳聚糖。这意味着它们可以融入木材和纤维素等材料中。

研究小组表示，虽然通过这种方法制造的金属并不是特别坚固，但仍不失为一种制造某些电子金属元件的有用方法。下一步是进一步开发这种工艺，以制造可生物降解的电子元件。

这项研究发表在《先进功能材料》杂志上。

研究小组在下面的视频中演示了这项技术。