研製超彈性抗疲勞氣凝膠

2020-12-26 科學網

 

最近，中國科學技術大學俞書宏院士研究團隊和梁海偉教授課題組研製出一種性能卓越的氣凝膠，與高分子泡沫、金屬泡沫和陶瓷泡沫相比，這種氣凝膠在熱機械穩定性和抗疲勞性能方面具有獨特優勢，實現了大規模合成，並具有生物材料的經濟優勢。相關成果發表於《先進材料》。

碳納米管和石墨烯因具有固有的超彈性和熱機械穩定性，近年來被用作製備輕量超彈性材料的基本材料。雖然已有相關文獻報導了這類材料的優異性能，但這些工作所涉及的複雜設備和製備過程，使其只能製備毫米級尺寸的材料。另一方面，自然界中從幾億年進化而來的複雜層次結構生物材料，因優異的力學性能而備受關注，然而由於它們是純有機或有機/無機複合結構，通常只適合在很窄的溫度範圍內工作。

該團隊發展了一種利用無機鹽對細菌纖維素進行熱解化學調控的方法，實現了大規模合成、形態保留的碳化新工藝，其製備的碳氣凝膠繼承了細菌纖維素從宏觀到微觀的層次結構，具有顯著的熱機械性能。特別是在經歷2×106次壓縮循環後，仍能保持超彈性而不發生塑性變形，在零下100攝氏度到500攝氏度溫度範圍內具有不隨溫度變化的超彈性和抗疲勞性能。（來源：中國科學報 楊凡）

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.201904331

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