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我科学家研发出超弹性抗疲劳碳纳米纤维气凝胶

2020-04-26

记者从中国科学技术大学得悉,该校俞书宏院士研讨团队与梁海伟教授课题组协作,通过热解化学操控,将结构生物资料热转化为石墨碳纳米纤维气凝胶,其完美地承继了细菌纤维素从微观到微观的层次结构,具有单独的热机械功能,并完成了大规模组成。相关效果日前发表于《先进资料》上。

具有超弹性和抗疲惫性的轻质可压缩资料,是航空航天、机械缓冲、能量阻尼和软机器人等范畴的抱负资料。许多低密度的聚合物泡沫是高度可压缩的,在重复使用时往往易疲惫,并在聚合物玻璃化改动和熔融温度邻近发作超弹性退化。碳纳米管和石墨烯虽具有固有的超弹性和热机械安稳性,但触及的杂乱设备和制备进程使其只能制备毫米级尺度的资料。另一方面,大自然中从几亿年进化而来的杂乱层次结构生物资料,因其优异的力学功能而备受重视,但是因为它们是纯有机或有机/无机复合结构,一般只合适在很窄的温度范围内作业。因而,将这些非热安稳的结构生物资料转化为具有固有层次结构的热安稳石墨资料,有望创造出热力学安稳的资料。

该团队开展了一种使用无机盐对细菌纤维素进行热解化学调控办法,完成了大规模组成、形状保存的碳化新工艺,研发的碳纳米纤维气凝胶较好地承继了细菌纤维素从微观到微观的层次结构,在较宽的温度范围内表现出显着的不随温度改动的超弹性和抗疲惫功能。因为碳纳米纤维气凝胶具有优异的热安稳机械功能并可完成宏量制备,在许多范畴将具有重要的使用远景,特别是合适极点条件下的机械缓冲、压力传感、能量阻尼及航天太阳能电池等。

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