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    中国科大俞书宏教授研制超弹性抗疲劳的硬碳气凝胶

    基于其卓异的死板性能,这栽硬碳气凝胶有看在行使于具有高安详性、大量程(50 KPa)、可拉伸或可曲曲的答力传感器。此外,这栽手段可扩展到制备其他非碳基复相符纳米纤维气凝胶,为今后挑供了一栽议定设计纳米纤维的微不悦目组织将刚性原料变化成弹性或软性原料的新途径。

    硬碳气凝胶的制备。(a)暗示图,外明议定行使纳米线行为模板的通用相符成手段;(b)以BCNF@RF为例,宏量相符成RF纳米纤维水凝胶;(c)硬碳气凝胶SEM图像;(d)表现纳米纤维网状结议和纤维-纤维的焊接点。

    与传统硬而脆的硬碳块材差别,这栽硬碳气凝胶外现出卓异的弹性性能,主要包括:组织安详性(在压缩50%之后,微不悦目组织照样能恢复);高回弹速度(860 mm s-1),高于多多石墨碳基的弹性原料;矮能量消耗系数(<0.16),清淡石墨及软碳原料内部存在的分子间作用力,会造成粘附力和摩擦力从而耗散许多能量;抗疲劳性,在50%答变下测试104个循环后,碳气凝胶仅表现2%的塑性变形,并保持93%的初首答力。钻研人。员。还追求。了这栽硬碳气凝胶在弹性导体。方面的行使,在50%的答变下多次压缩循环后,电阻几乎不变,展现出安详的死板-电学性能,同。时能够在庄严的条件下(例如在液氮中)保持超弹性及电阻安详性。

    碳原料可按碳原子杂化轨道的差别大致可分为石墨碳、软碳和硬碳。软碳和硬碳主要用于描述聚相符物炎解制备的碳原料,最新动态在炎解过程中,一些碳原子重组成二维芳族石墨烯片,倘若这些石墨烯片大致平走,在高温下则容易石墨化,这栽碳被称为软碳;倘若这些石墨烯片随机堆叠并议定边缘碳原子交联,高温下不及石墨化,这栽碳则称为硬碳。清淡来说,石墨碳和软碳具有高弹性,容易变形,但是强度较矮;原由大量sp3-C引首的硬碳微不悦目上乱层“纸牌屋”组织的存在,硬碳原料在死板强度和组织安详性方面表现出极大的上风,但是本征性质较脆且易碎。如何将硬碳原料制备成超弹性块材是现在面临的一个挑衅。

    近来,中国科学技术大学俞书宏教授领导的课题组受自然界蜘蛛网同。时具有高强度和弹性的启发,纤巧议定模板法修建纳米纤维网络组织,制备了一系列具有纳米纤维网络组织的硬碳气凝胶。该系列气凝胶具有超弹性、抗疲劳以及安详性益等益处。

    硬碳气凝胶的制备。(a)暗示图,外明议定行使纳米线行为模板的通用相符成手段;(b)以BCNF@RF为例,宏量相符成RF纳米纤维水凝胶;(c)硬碳气凝胶SEM图像;(d)表现纳米纤维网状结议和纤维-纤维的焊接点。


    2019-06-17 12:15admin admin 点击