从现有的天然材料中开发出的高性能材料具有环境友好且成本低等优点。从层状硅酸盐矿物剥离的二维纳米粘土是构建多层宏观组件的良好构筑块，以获得高力学和功能性能。然而，在基于溶液的自发组装过程中，毛细管力会导致内板应力传递不足和纳米板不对准，进而降低了粘土基材料的机械强度。

近日，湖南大学王建锋教授采用海藻酸钠（SA）-Ca²⁺-桥联粘土纳米片层网络的平面拉伸约束组装策略，成功地制备了一种具有超高机械强度的定向多层天然粘土纳米薄膜。

文章要点

1）SA氢键桥联和Ca²⁺离子桥联增加了粘土纳米片之间的应力传递，力学性能得到显著增强。而面内拉伸延长了纳米片层的构象，减少了它们的波纹和皱纹，导致了纳米片层在多层纳米结构中的排列增加，从而提高了力学性能。

2）此外，精细的多层纳米结构改善了纳米粘土薄膜的隔热和阻燃性能，优于传统的微粘土薄膜。

这项研究所开发的具有优异力学性能和功能性能的全天然环保材料为部分替代石油基材料开辟了一条有效的道路。

参考文献

Hao Li, et al, A Constrained Assembly Strategy for High-Strength Natural Nanoclay Film, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c00023

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00023