全球首次!中國科研團隊研製出「超級材料」,密度為鋼的六分之一

2020-12-01 騰訊網

中國人深知「落後就要挨打」，一些科學家為了讓我們的生活變得越來越好，作出了極大貢獻。如著名的「火箭之父」錢學森、「雜交水稻之父」袁隆平、地質力學理論創始人-李四光、中國「核計劃之父」鄧稼先，中國誕生了許多偉大的科學家，這裡就不一一說明了。儘管這些前輩們已經逝去，但他們的精神留在中國的土地上生根發芽。

新華社5月26日報導，中國科學技術大學俞書宏院士團隊研製的一種綜合性能強勁的「超級材料」，該材料在汽車、航空航天等領域具有很好的前景，有望在未來替代工程塑料減少汙染。報導稱，俞書宏院士團隊運用新技術，在國際上首次將納米纖維素加工成一種新型材料。這種天然材料的密度很低，僅為鋼的六分之一、航空鋁合金的一半，不僅輕盈還強韌。纖維素是世界上最豐富的天然生物質材料，可以說說是取之不盡用之不竭，它存在於樹木、水稻、小麥、棉花中。

很少有人知道，直徑小於頭髮絲萬分之一的納米纖維素，強度甚至比鋼鐵「結實」，但是維素組成的宏觀材料卻十分「柔弱」。所以，如何突破這道難關，成為國際材料科研最頭疼的問題。

我國科研團隊研發的「超級材料」穩定性很高，熱膨脹係數接近陶瓷，零下120攝氏度到零上150攝氏度都可使用，當它受到時速100公裡的撞擊時，能在一瞬間將巨大的撞擊力吸收耗散。總體來說，「超級材料」明顯優於陶瓷、塑料以及鋁合金。日前，國際權威學術期刊《科學進展》發表了該成果。

相關焦點

  • 中國研製高強韌納米纖維素仿生結構材料,密度為鋼的六分之一
    中國研製高強韌納米纖維素仿生結構材料，密度為鋼的六分之一 吳長鋒 楊凡/科技日報 2020-05-06 07:51
  • 我國學者研製出一種綜合性能強勁的「超級材料」:密度為鋼的六分之...
    新華社合肥5月25日電（記者徐海濤）密度僅為鋼的六分之一，輕盈但強度、韌性超過傳統陶瓷與合金，可承受從零下120攝氏度到零上150攝氏度的極端溫度，且「吸能」耐撞，這是中國科學技術大學俞書宏院士團隊研製的一種綜合性能強勁的「超級材料」，在汽車、航空航天等領域具有應用前景，並有望替代工程塑料減少汙染
  • Nature:強度媲美鋼的超級木頭!
    2月8日，Nature在線發表了美國馬裡蘭大學胡良兵教授和李騰教授研究團隊關於超級木頭的最新發現。該研究團隊發明了一種簡單有效的方法可以把原生木材直接處理成為一種超強超韌的高性能結構材料。馬裡蘭大學的研究成果顯示，超級木頭100%源自原生木材，無任何添加物，加工方法適用於各類木材，而且在潮溼環境下性能穩定。其機械性能超凡出眾，而且具有環保特質和可再生性， 展示出超級木頭作為未來結構材料之星的巨大潛力。對於這一令人興奮的結果，馬裡蘭大學機械工程系李騰教授解釋說：「實現超級木頭高強度高韌性的本質源自我們發明的這種木材處理方法的巧妙設計。
  • 中國科研團隊研製出了一種「超級材料」
    在現實生活中，材料是物質生活的基礎，也是工業的原料和根本；科技越發展，對高性能材料的追求就越渴望。2020年5月6日中國聚合物網報導，中國科技大學俞書宏院士團隊研究出了一種新型納米纖維仿生結構材料的製造方法，並且成功研製出了一類天然納米纖維素高性能結構材料（CNFP）。
  • 中科大研製出「超級材料」，強度超鋼鐵和航空合金，幾乎取之不盡
    近期，中國科學技術大學俞書宏院士帶領的科研團隊研製出一種用納米纖維素加工而成的「超級材料」。該材料具有如下「超級」特性：它的密度只有鋼的六分之一，航空鋁合金的二分之一，也就是說，在相同體積下，它在比鋼和航空鋁合金輕得多。
  • 什麼材料的密度為鋼的5％，強度卻是鋼的10倍？
    麻省理工學院（MIT）的一個研究小組用多材料3D印表機研究了最強的輕質材料之一。通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創造出一種密度為鋼的5％、強度為鋼的10倍的材料。研究人員通過對石墨烯片進行熱和壓力的壓縮，他們最終得到一種堅固而穩定、有點像珊瑚的結構。
  • 什麼材料的密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍？
    通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創造出一種密度為鋼的5％、強度為鋼的10倍的材料。研究人員通過對石墨烯片進行熱和壓力的壓縮，他們最終得到一種堅固而穩定、有點像珊瑚的結構。隨即，科學家們發現：正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀，使得壓縮後的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質。
  • 「中國超級鋼之父」王國棟院士:為大國重器研發「超級鋼」
    而正確的科研，都是從實踐中來，到實踐中去，不可能憑空想像。」聯合攻關研發「超級鋼」 下企業　　每年花大量的時間下企業，很多人對王國棟的做法感到不解。可他卻深信，進行科學研究必須始終堅持問題導向。走過這麼多年的教學和科研道路，王國棟對做科研有著深刻的理解。
  • 中國超級鋼研究取得「巨大提升」,提升汽車、航空及國防工業
    《尋找「超級鋼」》視頻截圖新華社華盛頓８月２４日電 具有超高強度的金屬材料通常應用於汽車、航空及國防工業，但材料的強度與延展性通常是「魚與熊掌不可兼得」。美國《科學》雜誌２４日發表了中國京港臺三地科學家的合作科研成果，他們發明的一種超級鋼實現了鋼鐵材料在屈服強度超過２０００兆帕時延展性的「巨大提升」。
  • 港大黃明欣等創強韌性組合世界紀錄的超級鋼
    港大黃明欣等人首次提出高屈服強度誘發晶界分層開裂增韌的新機理，獲得了同時具備極高屈服強度，極佳韌性，良好延展性的低成本超級鋼，為發展高強高韌金屬材料提供了新的材料設計思路。這是黃明欣團隊2017年在《Science》發表創屈服強度-均勻延伸率世界紀錄的超級鋼之後，在鋼鐵領域取得的又一重大成果。
  • 周報:鋼鐵材料再次突破,Science發表創紀錄的超強鋼!
    【材料周報】為您精選上周資訊（4月27日-5月3日)上一周，最新發布了2019年中國高被引學者全名單，其中材料科學190人入選。我國長徵五號B火箭首飛成功，並首次完成太空「3D列印」。而寶武鋼鐵則首次躍居世界第一，入選世界「燈塔工廠」。為了穩定和擴大汽車消費，國家11個部門聯合發文將新能源汽車補貼延續至2022年底。
  • 他帶領團隊成功研發「超級鋼」，在國際上連創四個第一
    「超級鋼」，能夠大幅度提高傳統鋼鐵材料的性能，延長使用壽命，又能有效地提高鋼材的利用率和回收率，減輕了企業成本和環境壓力。那麼，我國的超級鋼是如何研發出來的呢？請讀本文。王國棟，1942年出生，遼寧大連人，中國工程院院士、東北大學教授、博士生導師。他帶領團隊研發的超級鋼，能夠大幅度提高傳統鋼鐵材料的性能，延長使用壽命，又能有效地提高鋼材的利用率和回收率，減輕了企業成本和環境壓力。
  • ...科學家合作發明「超級鋼」 屈服強度2000兆帕下仍具有良好延展性
    新華社8月24日報導，具有超高強度的金屬材料通常應用於汽車、航空及國防工業，但材料的強度與延展性通常是「魚與熊掌不可兼得」。美國《科學》雜誌24日發表了中國京港臺三地科學家的合作科研成果，他們發明的一種超級鋼實現了鋼鐵材料在屈服強度超過2000兆帕時延展性的「巨大提升」。
  • 科學家「發明」了一種超級木頭,和鋼一樣堅硬
    之後，在 150 華氏度（約 65 攝氏度）的溫度中，對木頭進行壓縮，實現木材中纖維素納米纖維的有序排列並增強其緊密度，實現木材的完全緻密化，從而極大程度地增加纖維素納米纖維之間的氫鍵密度，使經處理的木頭在斷裂過程中耗散大量能量，最終實現高韌性。經處理過的木頭，厚度最終會縮小到原先的五分之一。
  • 京港臺三地科學家合作發明「超級鋼」 屈服強度2000兆帕下仍具有...
    新華社8月24日報導，具有超高強度的金屬材料通常應用於汽車、航空及國防工業，但材料的強度與延展性通常是「魚與熊掌不可兼得」。美國《科學》雜誌24日發表了中國京港臺三地科學家的合作科研成果，他們發明的一種超級鋼實現了鋼鐵材料在屈服強度超過2000兆帕時延展性的「巨大提升」。
  • 中國納米白皮書:科研論文數佔全球三分之一,是美國的兩倍
    不斷崛起的中國納米科研過去二十年，中國的科研產出實現了人類有史以來前所未有的增長速度，這已不是 什麼秘密。1997年，中國的科研人員參與撰寫的科研論文約佔科學引文索引（簡稱 SCI，現由科睿唯安編制）期刊全球所發表的論文數量的2%。目前，中國幾乎貢獻了全球四分之一的原創論文。
  • 南科大首次準確測定單層非晶碳材料的原子結構
    五元環（紅色），七/八元環（藍色）和扭曲的六元環（紫色/綠色）。微晶（綠色）由扭曲的六元環組成，並被大量非六圓環區域分隔。晶粒被定義為至少由被六個六元環圍繞的六角形組成。（c) 根據b圖建立的理論模型。
  • 「中國超級鋼之父」王國棟：核心技術買不來，必須靠智慧和雙手
    王國棟院士(右一)帶領科研團隊常年在鋼鐵企業一線現場探討、解決問題。「大幅度提高傳統鋼鐵材料的性能，延長使用壽命，又能有效地提高鋼材的利用率和回收率，減輕了企業成本和環境壓力。」中國工程院院士、東北大學教授、博士生導師王國棟團隊開發的超級鋼，在國際上連創4個第一，就像一座裡程碑，標註出領跑者的速度和氣魄。
  • 華南理工大學進入ESI農業科學領域全球前千分之一
    廣州日報訊 近日，華南理工大學繼3個學科領域進入ESI全球前千分之一後，農業科學也成功進入這一行列，至此，華南理工已有4個學科領域進入ESI前千分之一行列，在全國高校並列第5，位居廣東高校首位。　　化學學科「頂天」發展，原創性成果引領全球科學界。化學是華南理工大學傳統優勢學科，不斷取得引領性原創成果。近日該學科又攻克一項多孔材料領域的世界級難題，研製出世界上第一個有序大孔-微孔MOF單晶材料，這一成果在國際頂端學術期刊Science上發表，解決了工業催化和生物製藥產業的相關瓶頸問題，為行業發展起到引領作用。
  • 為什麼中國超級鋼這麼厲害?從完璧歸趙說起—材料脆性和韌性
    中國的超級鋼新華社2017年7月曾報導，我國最新發明的超級鋼達到了前所未有的2200MPa的屈服強度和16％的均勻延伸率，「具有最優的強度和延展性的結合」。此外，該鋼還有兩大優點。第一，成本較低。中國的超級鋼的性能不但有超高的強度，而且具有不錯的延展性。這就讓中國的超級鋼具有了難能可貴的強韌平衡！即材料具有很高強度的同時又有了不錯的韌性。這很重要，據稱現在我國的094戰略核潛艇使用的鋼材就是屈服強度1100MPa的鋼材，以前是日本生產的，到2011年寶鋼集團才實現國產化。而現在我們的超級鋼屈服強度達到了2200MPa！更難得的是中國的超級鋼兼顧了強度和韌性。