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強紫外線環(huán)境、原子氧和高低溫交替環(huán)境等極端環(huán)境條件，已經(jīng)成為今后深入南極洲、月球和火星等的主要障礙。在這些極端環(huán)境下，材料的物理化學(xué)特性會發(fā)生變化，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致重要設(shè)備和裝置損壞。因此，設(shè)計和制備一種能長期在極端環(huán)境下服役的高性能防護材料是材料領(lǐng)域面臨的難題之一。

在大自然中，珍珠母的“磚-泥”結(jié)構(gòu)為其提供了極好的力學(xué)性能。近年來，這種精巧有序結(jié)構(gòu)的其他功能，如隔水、隔氧以及對能量場的均勻分散等逐漸成為研究熱點。

受天然珍珠母“磚-泥”結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研究團隊首先采用氣溶膠輔助生物合成方法，利用細菌產(chǎn)出的纖維素納米纖維將分散的合成云母納米片均勻而緊密地纏結(jié)，得到復(fù)合水凝膠，然后通過熱壓方式，得到最終的仿珍珠母結(jié)構(gòu)的納米紙材料。

得益于內(nèi)部精細的“磚-泥”結(jié)構(gòu)和連續(xù)三維網(wǎng)絡(luò)，該納米紙表現(xiàn)出高強度、高模量、高韌性、可折疊性、抗彎曲疲勞性等優(yōu)異力學(xué)性能。同時，材料內(nèi)部的“磚-泥”結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了云母的高介電強度，賦予了該納米紙較高的電擊穿強度。與純纖維素納米紙相比，該復(fù)合納米紙的耐電暈壽命顯著延長，甚至超過了商用聚酰亞胺薄膜。

此外，該高性能纖維素基納米紙在極端條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，為未來人們對極端環(huán)境的探索提供了一種極好的防護材料。