新型納米複合材料具備自我監測能力 可3D列印汽車

2020-12-05 網易汽車

（原標題：新型納米複合材料具備自我監測能力 可用於3D列印汽車）

納米複合材料,ORNL新複合材料,美國橡樹嶺國家實驗室新材料，汽車新技術" title="黑科技，前瞻技術，ORNL,自我監測納米複合材料,ORNL新複合材料,美國橡樹嶺國家實驗室新材料，汽車新技術" style="margin: 0px auto; display: block;" width="500" height="281" />

蓋世汽車訊 據外媒報導，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員發明了一種卷對卷工藝，用半導體碳化矽納米粒子塗覆導電碳纖維。此類納米材料嵌入複合材料比其他纖維增強複合材料更強大，並具有新的能力-監測自身結構是否健康的能力。

碳纖維複合材料由環氧樹脂等聚合物基質組成，其中嵌入了增強碳纖維。由於此兩種材料的機械性能不同，纖維可能在過度的壓力或疲勞下從基質脫落，即意味著碳纖維複合材料結構中的損壞部位可能隱藏在其表面之下，通常無法通過目視檢查檢測到，從而可能導致災難性的故障。

當有足夠的塗覆纖維嵌入聚合物中時，纖維會形成電網絡，並且大部分複合材料會成為導電材料。而半導體納米顆粒能夠響應施加在其上面的壓力，從而破壞電導率，為複合材料添加機電功能。

如果複合材料變形，塗層纖維的連接性就會破壞並且材料中的電阻會發生變化。如果有風暴湍流導致此類複合材料製成的飛機機翼發生彎曲，電子訊號就會警告飛機的計算機告知機翼已承受了過大壓力，並且提示需要進行檢查。

ORNL的卷對卷演示在原則上證明，該方法可用於大規模生產下一代複合材料的塗層纖維。此自我感知複合材料可由可再生聚合物基質和低成本的碳纖維材料製成。碳纖維材料無處不在，由3D列印製成的汽車和建築物中就可以發現。

為了製造納米粒子嵌入纖維，研究人員將高性能碳纖維線軸裝到輥子上，將纖維浸入環氧樹脂中，環氧樹脂載有45至65納米寬的納米粒子，然後將纖維放置烘箱中進行乾燥，以固化塗層。

本文來源：蓋世汽車網 責任編輯：程功_NBJ10754

相關焦點

  • 【觀察】溫度對3D列印PLA粘土納米複合材料的影響
    3D列印應用中使用層狀矽酸鹽增強PLA的可能性，還特別研究了列印溫度對3D列印粘土/PLA納米複合材料的影響。熱重分析（TGA）表明，納米粘土的存在也提高了熱穩定性，並起到了成核劑的作用。　　"最後，對於3D列印樣品，當提高列印溫度時，觀察到兩種PLA等級及其納米複合材料的不同行為。"
  • 高強、可降解、具生物活性的可光交聯3D列印墨水
    該納米複合材料墨水具有優異的力學性能以及易於調節的流變性質、潤溼性、降解性和可列印性，同時具備良好的體外和體內的成骨能力，該納米複合材料墨水在3D列印骨移植物中具有廣闊的應用前景。，以及（B）用PmLnDMA / nHAMA納米複合材料對骨支架進行3D列印的示意圖。
  • 俄羅斯研發高強度鋁複合材料 可用於3D列印輕型且耐用的汽車外殼
    蓋世汽車訊 據外媒報導，俄羅斯國立科技大學（NUST MISIS）的材料科學家展示了一項新技術，可利用新原料製造鋁基複合材料，此種原料是一種非常有前景的複合粉末，可用於3D列印飛機和汽車中使用的輕型、耐用外殼。與類似的原料相比，新方法讓3D列印製成的複合材料的性能均勻度和硬度提高了40%。
  • 全能的3D列印骨修復材料被成功開發
    ，兼具機械強度、生物相容性與生物活性，可用於3D列印骨組織修復。新型光敏納米複合生物墨水研究者開發出一種新型光敏納米複合生物墨水，此種墨水三嵌段聚（丙交酯-丙二醇-丙交酯）二甲基丙烯酸酯（PmLnDMA）以及甲基丙烯酸羥乙酯
  • 新型生物玻璃材料 可3D列印且能自我修復
    現在，得益於倫敦帝國理工學院與米蘭比可卡大學的努力，這種材料終於能夠3D列印了。　　　　據南極熊了解，這兩所高高校已經研製出了一種全新的生物玻璃材料。它不但像其它生物玻璃一樣具備與天然人類軟骨相似的屬性，而且能以墨水的形式進行3D列印，還能夠自我修復。
  • 納米碳添加劑可改善航空複合材料3D列印效果
    俄羅斯國立研究型技術大學科研人員在鋁粉中加入一種納米碳添加劑，改進了航空複合材料3D列印技術，使航空複合材料的硬度提高了1.5倍。相關研究成果近日發表在《複合材料通訊》雜誌上。 目前，鋁3D列印的主要應用領域是為航空航天工業生產高科技零件。
  • 超輕含鎂複合材料面世 可造福汽車輕量化
    超輕含鎂複合材料面世 可造福汽車輕量化 2015-12-31 08:49:32 來源：中國紡織報 　　據科技網站Gizmag報導，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）
  • 一文看懂連續纖維複合材料的3D列印現狀
    根據3D科學谷的市場觀察，複合材料連續纖維的3D列印正在處於厚積薄發的節點上，而介於目前金屬的3D列印多局限在航空航天及醫療這些高附加值產品的應用領域，3D科學谷認為當前的發展趨勢使得塑料的3D列印將比金屬的3D列印與應用端的結合面具有更加廣泛的潛力。
  • 南京土壤研究所研發納米零價鐵-生物炭複合材料修復氯代烴汙染地下...
    ，採用比表面積大、孔隙結構豐富的生物炭作為納米零價鐵載體，解決了納米零價鐵由於團聚效應降低其降解效率的瓶頸，提出了以納米零價鐵-生物炭複合材料原位注射（新型滲透式反應屏障）修復地下水氯代烴汙染的技術方案及關鍵技術指標，並實施了新型地下水滲透式化學反應屏障示範工程。
  • 【科研進展】高k聚合物納米複合材料,極大的提高了紅外探測器等...
    活躍在這一大分子科學領域的科學家們分享了他們在催化劑、單體和各種合成技術中設計的納米顆粒方面的知識，從而創造出各種納米複合聚合物材料。這些材料現在是當代世界不可分割的一部分。摘要高介電常數聚合物納米複合材料廣泛應用於柵介質、致動器、紅外探測器、可調諧電容器、電光器件、有機場效應電晶體和傳感器等技術領域。研究人員概述了近幾十年來材料科學領域中一些引人注目的高鉀聚合物納米複合材料。
  • 卡耐基梅隆大學3D列印可拉伸可穿戴的電子「紋身」
    因為它們具有類似於輕質織物的機械性能，所以它們在彎曲、摺疊、扭曲和30％以上的應變（這是人類皮膚的典型可拉伸性）下仍保持功能。它們可以貼合併附著在高度彎曲的3D表面上，例如人腦或檸檬模型。超薄、順應性電子紋身的應用包括表皮生物監測、軟機器人、柔性顯示器等。
  • 中國科大發展一種新型生物合成法製備納米複合材料
    中新網合肥1月27日電(記者吳蘭)中國科學技術大學27日消息，該校俞書宏教授研究團隊發展一種新型生物合成法，首次製備出系列宏觀尺度功能納米複合材料。近日，《國家科學評論》在線發表了中國科大俞書宏教授研究團隊這一最新研究成果。
  • 「3d掃描儀結合3d列印技術」學校3d創新教育的一把利器
    3d創新教育是以培養學生創新精神、創新能力、動手實踐能力為價值取向的新型教育。在3d創新教育中，我們要如何讓「3d掃描儀、3d列印技術」這兩把利器發揮重要作用呢？從提供3d掃描獲取數據到3d設計、數據再創造再到3d列印創意實現的完整解決方案是廣大師生的呼聲，更是教育改革時代背景下的一條創新之路。
  • 新型光刻膠可實現納米多孔結構3D微列印
    KIT的物理學家、這項研究的主要作者Frederik Mayer表示他們研究的新型光刻膠首次實現了從多孔納米泡沫印刷3D微結構。這種聚合物泡沫有30至100納米大小的空腔，裡面充滿空氣。研究人員介紹了一種用於基於雙光子吸收的3D雷射微列印的光刻膠配方，該配方允許將自組裝和增材製造這兩種方法結合起來，從而實現了孔徑在50nm左右的3D納米多孔結構。
  • 【科研進展】高k聚合物納米複合材料,極大的提高了紅外探測器等電子儀器的性能!】
    活躍在這一大分子科學領域的科學家們分享了他們在催化劑、單體和各種合成技術中設計的納米顆粒方面的知識，從而創造出各種納米複合聚合物材料。這些材料現在是當代世界不可分割的一部分。摘要高介電常數聚合物納米複合材料廣泛應用於柵介質、致動器、紅外探測器、可調諧電容器、電光器件、有機場效應電晶體和傳感器等技術領域。研究人員概述了近幾十年來材料科學領域中一些引人注目的高鉀聚合物納米複合材料。
  • 新型 3D列印設備增強二氧化碳排放捕獲能力
    吸收，捕獲CO2的最常用和最經濟的方法之一,將來自煙囪的煙氣流與溶劑接觸，例如稱為MEA的單乙醇胺或可與氣體反應的其他胺溶液。3d列印強化裝置安裝在包裝元件之間的柱的上半部分。"當CO2與溶劑相互作用，它產生的熱量會降低溶劑與CO2反應的能力通過冷卻通道降低塔內的局部溫度峰值有助於提高CO2的效率捕獲。「在設計我們的三維列印設備之前，很難在CO中實現熱交換器概念2吸收列，因為列的填充元素的複雜幾何圖形。通過三維列印，質量交換器和熱交換器可以在一個多功能的、強化的設備中共存，」該項目的首席研究員ORNL的Xin Sun說。
  • 俄羅斯改進了航空複合材料的3D列印技術
    俄羅斯國立研究型技術大學MISIS（NUST MISIS）的科學家們改進了鋁3D列印技術，使產品的硬度提高了1.5倍。他們為鋁粉研發出一種納米碳添加劑，它將改善列印的航空複合材料的質量。研究結果發表在Composites Communications期刊上。目前鋁3D列印的主要應用領域是為航空航天工業打造高科技零件。
  • 新型複合材料可用於超高效馬達
    科技日報訊 （實習記者張佳欣）據美國橡樹嶺國家實驗室官網近日消息，科學家使用新技術製造了一種長10釐米、寬4釐米的銅/碳納米管複合材料。該材料能夠增加銅線電流容量，可按比例縮放，是用於超高效、高功率密度馬達的新材料。據報導，碳納米管重量輕、強度高，具有絕佳的導電性能，將其加入銅基體以提高導電性和機械性能並不是一個新想法。
  • 上海3D列印：一篇文章帶你了解陶瓷3D列印
    ，從剛性和柔性聚合物到高性能複合材料。大多數3D列印陶瓷都屬於技術範疇，但基於擠壓的列印工藝(下文討論)主要與經典陶瓷一起工作。陶瓷列印有哪些優勢呢？陶瓷3d列印有以下的一些特性。相比於其他材料他更具美感，觸覺性也更為優越，在化學抗性、生物相容性方面表現出眾，所以陶瓷3D列印常常會用於3D列印的醫學應用當中。陶瓷還有較好的電絕緣性和高強度的特點。
  • 【科研進展】新型二氧化矽磁性納米複合材料,可用於去除水溶液中的...
    該材料呈現出良好的吸附能力（最大吸附能力14.9 mg-g-1），與文獻中提出的類似材料相當。其化學物理穩定性和吸附能力推薦該納米複合材料作為一種廉價的鉛吸附材料。基於這一背景，本文報導了採用兩步法合成MNPs@SiO2磁性納米複合材料及其對水介質中Pb2+離子的吸附性能。在MNPs@SiO2的合成過程中，採用不同的氧化鐵納米顆粒和二氧化矽的比例，以確定獲得高表面積的氧化鐵-二氧化矽殼納米複合材料的最佳條件，並確定了表面最高、飽和磁化（Ms）值最好的探針對Pb2+離子的吸附性能。