据美国能源部橡树岭国家实验室9月6日消息，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员利用分子动力学模拟、Frontier百亿亿次级计算系统等技术，开发出一种节能的纳米纤维素生产方法。纳米纤维素是一种天然聚合物纤维素，存在于植物细胞壁中，其强度是钢的8倍，非常适合用作3D打印结构的复合材料，如可持续住房、车辆和清洁能源组件等。研究人员利用计算机模型模拟溶剂和纤维素中原子和分子在移动和相互作用时的行为，模拟了60万个原子，从8种候选试剂中选定了氢氧化钠和尿素的水溶剂，大幅加快了研究进程。中试规模结果证实，与单独使用水相比，使用这种水溶剂预处理可以减少21%能源消耗量，即生产1吨纳米纤维素可节省约777千瓦时的电力，且这种方法生产的纳米纤维素机械强度等属性与传统方法生产的纳米纤维素相似。研究人员表示，后续将继续发挥ORNL在计算、材料科学和制造等方面优势，模拟纳米纤维素和其他聚合物组合，开发用于先进制造系统的纤维增强复合材料等。相关研究成果发表在《美国国家科学院院刊》杂志。