随着工业产业模式的更新换代，传统材料已经很难再满足新兴产品的设计需求和运用理念了。而随着纳米技术应用领域的不断突破和普及，众科学家们也是致力于不断探索和研究本身对工业和制造业领域能带来更多实际意义和更多的可能，而增加新型碳纤维结构材料的应用通常又能直接影响到这些产品的热稳定性和机械性能。而令人振奋的是，最近来自中国科学技术大学的教研团队恰好就研发出这么一款包含新型仿生结构的高性能材料，将给我们的生产生活带来极大的丰富和便利。

　　图 一种具有纳米蛛网结构的细菌纤维素膜及其制备方法技术

　　据人民日报海外版11月23号转载，新华社报道，在近期由中科院院士，中国科学技术大学的俞书宏教研团队采用“定向变形重组”的方法，成功研制出了带有仿生结构的高性能新型碳纤维纳米材料，有望因其热性能和机械性能上的更大优势而成为石油基塑料的替代品。

　　图 碳素纤维应用

　　那什么又是“定向变形重组”呢，其实很简单，在研究和设计仿生结构的材料时通常会采用这种技术，而且我们无需搞清它的制造和生产原理。只需要知道采用这种技术造出来的塑料更易被微生物利用降解就可以了，由它形成的其他合成材料造出来的工业和生活产品具有清洁，轻型便捷，低成本，机械性能优异的特点就可以了。比如我们所熟知的碳钢素材料，经过适当的加工和改良就可以形成一种高性能的可持续性散装结构材料，通常由纤维素纳米纤维加工而成，密度低，强度极高，热尺寸又稳定良好，具有独特和优越的性能，比一般的聚合物、金属和陶瓷应用前景都要好，所以还被广泛地应用于航空航天技术及其他新兴领域。由于纳米尺度的性质可以直接放大至宏观水平，现在的工程设计和生活应用上拥有了更多的便利和选择，从而低成本大规模地实现生产和应用。研发团队针对当前纤维素纳米纤维的物化特性，将CNF（碳素纤维）加工成一种环保的散状结构材料。除了前面提过的优势外，它的抗冲击性能也很好，才得以易于实现许多工业和制造领域的生产需求（航天业，交通业，环保业）。尤其是在航空航天应用中，如月球车的光学透镜支架，它的重量轻，强度高，热膨胀系数低的优势就彰显出来了。

　　图 高分子纳米材料

　　假如从环境生命周期影响评价的角度，CNFP（纤维素纳米纤维结构材料）的滥用并不会造成额外的温室气体排放、人类健康损害，生态系统毒性或者资源枯竭等负面影响，这也表明它是一种全绿色结构材料的良好范例。再加上CNFP本身可以根据众多实际应用需求来进行多尺度设计，同时也可以获得各种功能性的块状结构纳米复合材料，因此探索这种新兴可持续结构材料性能的应用潜力和前景是十分深远广阔的。而正因为它可以取代传统塑料，避免“白色污染”，所以对于全人类的环保和可持续发展战略都将是不可或缺的！（天穹）