EN
جميع الفئات
EN

أخبار

جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين (ustc) وقد وضعت مواد هيكل المحاكاة الحيوية من الضوء, قوة عالية وقوية نانو السليلوز

زمن:2020-05-26 الفعالية:

منذ ولادة الحضارة الإنسانية, كانت المواد الأساس المادي للتنمية الاجتماعية والتقدم. مواد هيكلية مثل المعادن, السيراميك والبوليمرات هي الأكثر استخداما على نطاق واسع من جميع المواد الموجودة. فى السنوات الاخيرة, تطوير مواد عالية الأداء مع الاستبعاد المتبادل (مثل القوة والصلابة), خصوصا مواد البناء على أساس مقياس نانومتر, وقد اجتذبت المزيد والمزيد من الاهتمام.



مؤخرا, فريق من الأكاديمية يو شوهونغ من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين قد وضعت بنجاح نانو السليلوز عالية الأداء هيكل المواد الحيوية (CNFP). هذه المواد لديها خصائص شاملة ممتازة, كثافته ليست سوى سدس من الصلب, قوة محددة, صلابة محددة هي أكثر من المواد سبيكة التقليدية, السيراميك والبلاستيك الهندسي.



السليلوز هي واحدة من المواد العضوية الطبيعية الأكثر وفرة في العالم. قطن, قنب, straw, قش, الباكيس, إلخ, يمكن أن توفر جميع السليلوز. وبالتالي, المصادر البيولوجية واسعة تضع أساسا مستداما لهذه المواد.



ونشرت النتائج مايو 1 في مجلة العلوم المتقدمة (التقدم العلمي 2020) مثل "وزن خفيف, صعبه, والمواد الهيكلية السائبة المشتقة من السليلوز المستدامة مع معامل التوسع الحراري المنخفض." 6, eaaz1114).



تم العثور على أن خفيفة الوزن, ارتفاع خصائص القوة والمتانة من CNFP تأتي أساسا من تصميم هيكل الطبقات على نطاق ميكرون وبنية شبكة نانومتر ثلاثية الأبعاد. الداخلية عالية البلورية الألياف النانوية البلورية يمكن أن توفر كثافة عالية للغاية, من خلال عدد كبير من الترابط الهيدروجين بين الألياف مثل شبكات التفاعل عكسها, تحت قوة خارجية في كثافة عالية من شبكة التفاعل عكسها يمكن بسرعة التفكك وإعادة الهيكلة, امتصاص الكثير من الطاقة, جعل المواد مع قوة عالية وصلابة عالية, يتغلب على المواد الهيكلية التقليدية مع كل من قوة عالية وصلابة عالية من المشكلة الصعبة.



ويظهر استقرار ها مقياس ومقاومة التأثير الحراري على النحو التالي: في نطاق درجة الحرارة من -120°C إلى 150°C, معامل التمدد الحراري منخفض مثل 5 × 10-6 ك-1. ذلك بالقول, حتى لو كان تقلب درجة الحرارة يصل إلى 100 درجة مئوية, تغيير حجمها هو أيضا في 10,000 في غضون خمسة, فقط خمس سبائك الألومنيوم الطيران, الهندسة البلاستيكية العشرات من, بالقرب من السيراميك. علاوة على ذلك, خصائصها الميكانيكية وأبعادها لا تزال مستقرة للغاية في ظل اختبارات دورة الصدمة الحرارية الشديدة المتكررة بين 120 درجة مئوية و -196 درجة مئوية.




في نفس الوقت, CNFP لديه أيضا مقاومة عالية التأثير, ارتفاع التسامح الضرر وارتفاع أداء امتصاص الطاقة, والتي من المتوقع أن تجعل من يمكن استخدامه كبديل لسبيكة. تظهر نتائج اختبار تأثير السرعة العالية للغاية لشريط ضغط هوبكنزون المنفصل أنه تحت تأثير السرعة العالية 28 م · s-1 (السرعة تعادل سرعة السيارة عالية السرعة), فإنه يظهر قوة ضغط عالية جدا من 1600MPa ويمكن أن تمتص الطاقة تأثير تصل إلى 387.5mj · m-3 داخل 0.07 الآنسة. ويرجع ذلك أساسا إلى شبكة الألياف النانوية الداخلية ثلاثية الأبعاد ينزلق عندما تتعرض لتأثير عالية السرعة, وعدد كبير من الروابط الهيدروجين بين الألياف النانوية تخضع للتفكك السريع وإعادة الإعمار, التي يمكن أن تمتص وتحويل الطاقة الحركية تأثير إلى حرارة.



وهكذا, المستدامة الطبيعية الجديدة النانوية بيونية هيكل المواد, يدمج تشمل خفيفة الوزن غاو Qiangren, استقرار عالي الأبعاد وصدمة حرارية, مقاومة للتأثير, خصائص ممتازة مثل تحمل الضرر عالية, ومن المتوقع أن خفيفة الوزن حماية الصدمات والمواد توسيد, المواد الفضائية, قطع غيار الأجهزة الدقيقة, ومجالات أخرى سيكون لها آفاق تطبيق واسعة.




(مصدر: النسيج اليومية ويبو الرسمية)