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科大研制出一種“超輕盈”新材料

可耐受零下100攝氏度到零上500攝氏度的“冰火考驗”

12月30日,記者從中國科大獲悉,該校俞書宏院士研究團隊和梁海偉教授課題組近期研制出一種“超輕盈”的新材料,能經曆200萬次壓縮仍“超彈”不變形,可耐受零下100攝氏度到零上500攝氏度的“冰火考驗”,在全球同類材料中性能領先,具有重要應用前景。

既輕盈、堅韌又具備“超彈性”,還要能耐受高溫和低溫,這是航空航天、軟體機器人、機械緩沖、能量阻尼等領域所需的理想材料。很多材料具備其中一種或幾種特性,但全部具備的極其稀少。

近年来,國際学界尝试用碳纳米管和石墨烯来研制轻盈的超弹性材料,但由于工艺复杂,还只能制备出毫米级尺寸的“小物件”,尺寸再增大样品就会坍塌。另一方面,自然界中有些生物材料具备优异的力学性能,但由于它们是纯有机或有机/无机复合结构,一般只能在很窄的温度范围内工作。

比如人體的肌腱,可以不斷地拉伸,是一種很好的抗疲勞材料,但它只能在人的體溫範圍內正常運行。還有木材既輕又韌,但不耐高溫,因爲它也是一種有機物。

近期,中科大俞書宏院士團隊和梁海偉教授課題組發現了一種通過熱解化學控制,將結構生物材料轉化爲石墨碳納米纖維氣凝膠材料的新方法。

經實驗驗證,新方法制備出的新型石墨氣凝膠材料具備優異性能,重量輕至每立方厘米6毫克左右,經曆200萬次壓縮循環後仍能保持超彈性而不變形,在零下100攝氏度到零上500攝氏度的溫度範圍內均能保持超彈性和抗疲勞性能。

据介绍,由于这种新材料可“大尺寸”、大批量合成,并具有生物材料的经济优势,在航天太阳能电池、超级电容器、能量缓冲和压力传感装置等领域具有重要应用前景。日前,國際材料学领域顶级学术期刊《先进材料》发表了该成果。

(合肥晚报 ZAKER合肥记者 蒋瑜香)

编辑: 汪永祥 返回合肥在線首頁
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