EN
Alle Kategorien
EN

Nachrichten

Die Universität für Wissenschaft und Technologie von China (ustc) hat das biomimetische Strukturmaterial von Licht entwickelt, hohe Festigkeit und starke Nano-Zellulose

Zeit:2020-05-26 Hits:

Seit der Geburt der menschlichen Zivilisation, Material war die materielle Grundlage für soziale Entwicklung und Fortschritt. Strukturmaterialien wie Metalle, Keramik und Polymere sind die am weitesten verbreiteten aller vorhandenen Materialien. In den vergangenen Jahren, Entwicklung von Hochleistungsmaterialien mit gegenseitiger Ausgrenzung (wie Stärke und Zähigkeit), insbesondere Baustoffe auf Basis der Nanometerskala, hat immer mehr Aufmerksamkeit erregt.



Vor kurzem, Das Team des Akademikers yu shuhong von der Universität für Wissenschaft und Technologie in China hat erfolgreich ein Nano-Zellulose-Hochleistungs-Biomimetisches Strukturmaterial entwickelt (CNFP). Dieses Material hat hervorragende umfassende Eigenschaften, seine Dichte beträgt nur ein Sechstel der von Stahl, spezifische Festigkeit, spezifische Zähigkeit sind mehr als herkömmliche Legierungsmaterialien, Keramik und technische Kunststoffe.



Cellulose ist eine der am häufigsten vorkommenden natürlichen organischen Stoffe der Welt. Baumwolle, Hanf, straw, Stroh, Bagasse, usw., können alle Cellulose liefern. Deshalb, die umfangreichen biologischen Quellen legen ein nachhaltiges Fundament für dieses Material.



Die Ergebnisse wurden im Mai veröffentlicht 1 in der Fachzeitschrift Science Advances (Wissenschaft Fortschritte 2020) wie "Leicht, Hart, und nachhaltige Cellulose-Nanofaser-Massenstrukturmaterialien mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten." 6, eaaz1114).



Es wurde festgestellt, dass die leichte, hohe Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften von CNFP stammen hauptsächlich aus der Konstruktion von mikrongroßen schichtierten Strukturen und nanometer dreidimensionaler Netzwerkstruktur. Interne hochkristalline Cellulose-Nanofasern können eine extrem hohe Intensität bieten, durch eine große Anzahl von Wasserstoffbindungen zwischen den Fasern, wie z. B. reversible Interaktionsnetze, unter äußerer Kraft in der hohen Dichte des reversiblen Interaktionsnetzes kann schnell dissoziation und umgestalten, viel Energie absorbieren, Herstellung von Material mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit, überwindet die traditionellen Strukturmaterialien mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit des harten Problems.



Seine Skalenstabilität und thermische Schlagzähigkeit werden wie folgt dargestellt:: im Temperaturbereich von -120°C bis 150°C, der Wärmeausdehnungskoeffizient so niedrig wie 5 × 10-6 k-1. Das heißt,, auch wenn die Temperaturschwankung 100°C erreicht, seine Größenänderung ist auch in der 10,000 innerhalb von fünf, nur ein Fünftel der Luftfahrt-Aluminiumlegierung, technische Kunststoff Dutzende von, in der Nähe von Keramik. Außerdem, seine mechanischen Eigenschaften und Abmessungen sind bei wiederholten schweren thermischen Schockzyklustests zwischen 120°C und -196°C immer noch sehr stabil.




Zur selben Zeit, CNFP hat auch eine hohe Schlagzähigkeit, hohe Schadenstoleranz und hohe Energieaufnahmeleistung, die es als Ersatz für Legierungs-. Die Ultra-High-Speed-Aufpralltestergebnisse des abgetrennten Hopkinson-Druckbalkens zeigen, dass unter dem 28 m · s-1 (die Geschwindigkeit entspricht der eines Hochgeschwindigkeitsautos), es zeigt die ultrahohe Druckfestigkeit von 1600MPa und kann die Schlagenergie von bis zu 387,5mj absorbieren · m-3 innerhalb 0.07 Frau. Dies liegt vor allem daran, dass sein internes dreidimensionales Nanofaser-Netzwerk verrutscht, wenn es, und eine große Anzahl von Wasserstoffbindungen zwischen den Nanofasern durchlaufen eine schnelle Dissoziation und Rekonstruktion, die die Schlagkinetik in Wärme absorbieren und umwandeln können.



Somit, das nachhaltige neue natürliche Nanofaser-Biostrukturmaterial, integriert ist der leichte Gao Qiangren, hohe Dimensionsstabilität und Wärmeschock, Widerstand gegen Stöße, die hervorragenden Eigenschaften wie hohe Schadenstoleranz, es wird erwartet, dass leichte Stoßschutz und Dämpfungsmaterial, Weltraummaterialien, Präzisionsinstrumententeile, und andere Bereiche haben breite Anwendungsperspektiven.




(Quelle: Textil täglich offizielle weibo)