Кинеските истражувачи развиваат супереластични тврди јаглеродни аногели на нанофибер

Инспирирана од флексибилноста и ригидноста на природните мрежни мрежни мрежни пајаци, истражувачки тим предводен од проф. ЈУ Шухонг од Универзитетот за наука и технологија на Кина (УСТЦ) разви едноставен и општ метод за измислување супереластични и тврди карбонски аерогели отпорни на замор со нанофиброзни мрежна структура со употреба на смола на резорцинол-формалдехид како тврд извор на јаглерод.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Во последните децении, карбонските аерогели беа широко истражувани со употреба на графички јаглеродни меки јаглеродни јаглерод, што покажува предности во супереластичноста. Овие еластични аерогли обично имаат деликатни микроструктури со добра отпорност на замор, но и со ултрамоќна јачина. Цврстите карбони покажуваат големи предности во механичката јачина и структурната стабилност заради структурата на 'куќата на картички' предизвикана од С3 С-предизвикана од турбо. Сепак, вкочанетоста и кршливоста јасно добиваат на начин на постигнување на супереластичност со тврди карбони. До сега, сè уште е предизвик да се измислат супереластични тврди јаглеродни аерогли.

Полимеризацијата на мономерите од смола беше иницирана во присуство на нанофибери како структурни шаблони за подготовка на хидрогел со нанофибни мрежи, проследено со сушење и пиролиза за да се добие тврд јаглероден аегегел. За време на полимеризација, мономерите се депонираат на шаблони и ги заваруваат зглобовите со растителни влакна, оставајќи случајна мрежна структура со масивни робусни споеви. Покрај тоа, физичките својства (како дијаметар на нанофибер, густината на аерогелите и механичките својства) можат да се контролираат со едноставно подесување на шаблони и количината на суровини.

Поради тврдите јаглеродни нанофибери и изобилството заварени споеви меѓу нанофиберите, тврдите јаглеродни аерогели прикажуваат робусни и стабилни механички перформанси, вклучувајќи супер-еластичност, висока јачина, исклучително брза брзина на закрепнување (860 mm s-1) и низок коефициент на загуба на енергија ( <0,16). Откако беше тестиран под 50% напојување за 104 циклуси, јаглеродниот аегегел покажува само 2% пластична деформација и задржа 93% оригинален стрес.

Тешкиот јаглероден аегегел може да ја одржи супер-еластичноста во сурови услови, како на пример во течен азот. Врз основа на фасцинантни механички својства, овој тврд јаглероден аегегел ветува при примена на стресни сензори со висока стабилност и широк опсег на детективи (50 KPa), како и напрегалки или заоблувачки проводници. Овој пристап ветува дека ќе биде проширен за да се направат други не-јаглеродни композитни нанофибери и дадат ветувачки начин за трансформација на цврсти материјали во еластични или флексибилни материјали со дизајнирање нанофиброзни микроструктури.


Време на објавување: Мар-13-2020 година