據外媒報道，倫敦自然歷史博物館（Natural History Museum）和法國歐洲同步輻射設施（ESRF）的科學家發現，針葉樹的花粉壁上含有一種自然產生的“奈米泡沫”，其孔徑不足千分之一毫米。這種以前只能人工製造的材料具有多種用途，包括開發成本更低的電動汽車電池。
（圖片來源：倫敦自然歷史博物館）
研究人員選擇分析針葉樹花粉，是因其進化歷史比開花植物的花粉更長，而且細胞壁更厚，可以有效地與該館收藏的化石材料進行比較。該博物館微體古生物學研究館員Stephen Stukins博士表示：“以前，科學家從未描述過這樣的生物奈米泡沫。”
為了研究這種結構，研究人員利用ESRF的ID16A光束線，透過X射線奈米斷層掃描和X 射線熒光奈米成像，對花粉壁進行實驗。ESRF的研究人員Alexandra Pacureanu表示：“這些技術發揮了獨特的作用，使研究人員能夠首次探索完整顆粒中的奈米級3D結構和天然元素組成，無需染色、樹脂包埋或切片。”
研究人員分析花粉壁的特性，包括光滑度、柔韌性和化學成分，然後在現代花粉和化石花粉之間進行比較。研究資料首次揭示了一種由大自然製成的奈米泡沫結構。Stukins解釋說：“這種泡沫是保護生物體遺傳密碼的一種適應物，幫助植物群體在過去幾億年發生的環境和氣候侵襲中生存下來，例如化學和物理攻擊、酸雨或紫外線輻射。”
此外，研究人員發現，花粉壁中含有大量的鈣，可能像在骨骼中一樣加強細胞壁。而且，古代和現代花粉的彈性範圍大致相似，表明這種奈米泡沫甚至可以保持其特性超過1.65億年。
該團隊使用ESRF的原子力顯微鏡 (AFM)， 將花粉壁與其他天然和合成泡沫進行比較。觀察顯示，所有材料的機械效能都是一致的，由此證實了納米泡沫假設。
這種奈米泡沫結構的潛在應用之一是鈉離子電池。與鋰離子電池類似，鈉離子電池可用於電動汽車和膝上型電腦等各種產品中，而且鈉儲量很豐富。然而，這類電池的可充電次數遠少於鋰電池。花粉壁的奈米泡沫結構，有助於提高鈉電池的效率。該館微體古生物學研究館員Giles Miller表示：“在碳負極中採用這種泡沫結構，能夠保留部分鈉離子，使電池更高效地執行。”
這種奈米泡沫還可能用於奈米級混合材料和絕緣應用。
該項研究將有助於科學界以花粉為模板來設計仿生材料。該團隊將進一步瞭解這種泡沫在花粉中起到的確切作用，以及為什麼有些花粉中含有奈米泡沫，其他植物卻沒有等。
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