Kínverskir vísindamenn þróa ofureyðandi harða kolefni nanofiber aerogels

Innblásin af sveigjanleika og stífni náttúrulegra kóngulóarsíksvefja, þróaði rannsóknarteymi undir forystu prófessors YU Shuhong frá Háskólavísinda- og tækniháskólanum í Kína (USTC) einföld og almenn aðferð til að búa til superelastic og þreytuþolinn harða kolefnisgeisla með nanofibrous net uppbygging með því að nota resorcinol-formaldehýði plastefni sem harða kolefni uppspretta.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Undanfarna áratugi hafa kolefnishreinsanir verið kannaðar víða með því að nota grafík kolefni og mjúkt kolefni sem sýna yfirburði í ofurleiki. Þessar teygjanlegu lofthelgi eru yfirleitt viðkvæmar smásjárbyggingar með góða þreytuþol en ógeðsstyrkur. Harðir kolefni sýna mikla kosti í vélrænni styrk og burðarvirkni stöðugleika vegna sp3 C völdum turbostratic "hús-af-kort" uppbyggingu. Hins vegar stífni og viðkvæmni koma greinilega í veg fyrir að ná ofur teygju með hörðum kolefnum. Hingað til er það enn áskorunin að búa til superelastic harða kolefni sem byggir á lofti.

Fjölliðun kvoða einliða var hafin í viðurvist nanófjarfa sem burðarvirk sniðmát til að útbúa hýdrógel með nanofíbrískum netum, fylgt eftir með þurrkun og pýrólýsingu til að fá harða kolefnis loftmassa. Meðan á fjölliðun stendur, setjast einliða á sniðmát og suða trefjasamskeytin og skilja eftir af handahófi netkerfis með miklum öflugum liðum. Ennfremur er hægt að stjórna eðlisfræðilegum eiginleikum (svo sem þvermál nanofiber, þéttleika lofthjúpa og vélrænni eiginleika) með því einfaldlega að stilla sniðmát og magn hráefna.

Vegna harðs kolefnis nanofibers og mikið soðið samskeyti meðal nanofibers, sýna harða kolefni aerogels öfluga og stöðuga vélrænni frammistöðu, þar með talið ofur mýkt, hár styrkur, mjög fljótur endurheimtunarhraði (860 mm s-1) og lítill orkunotkunstuðull ( <0,16). Eftir að hafa verið prófaður undir 50% álagi í 104 lotur, sýnir kolefniskúluinn aðeins 2% plast aflögun og hélt 93% upprunalegu álagi.

Hörðu kolefnis loftbelgurinn getur viðhaldið ofurteygninni við erfiðar aðstæður, svo sem í fljótandi köfnunarefni. Byggt á heillandi vélrænni eiginleikum, lofar þessi harða kolefnis loftbelg við notkun streituskynjara með mikinn stöðugleika og breitt leynilögreglusvið (50 KPa), svo og teygjanlegir eða sveigjanlegir leiðarar. Þessi aðferð hefur loforð um að verða útvíkkuð til að gera önnur samsett nanofibre sem eru ekki kolefnisbundin og veitir efnilegri leið til að umbreyta stífu efni í teygjanlegt eða sveigjanlegt efni með því að hanna nanofíbrífu örverurnar.


Pósttími: Mar-13-2020