EN
همه دسته بندی ها
EN

اخبار

دانشگاه علم و فناوری چین (Ustc) توسعه داده است مواد ساختار biomimetic نور, استحکام بالا و نانو سلولز قوی

زمان:2020-05-26 بازدید:

از بدو تولد تمدن بشری, ماده اساس مادی توسعه و پیشرفت اجتماعی بوده است. مواد ساختاری مانند فلزات, سرامیک و پلیمرها به طور گسترده ای از تمام مواد موجود استفاده می شود. در سالهای اخیر, توسعه مواد با کارایی بالا با طرد متقابل (مانند قدرت و چقرمگی), به خصوص مصالح ساختمانی بر اساس مقیاس نانومتر, جلب توجه بیشتر و بیشتر.



تازگی, تیم از فرهنگستان یو shuhong از دانشگاه علم و صنعت چین با موفقیت توسعه نانو سلولز با کارایی بالا مواد ساختار biomimetic (CNFP). این ماده از خواص جامع عالی برخوردار است, چگالی آن تنها یک ششم از فولاد است, قدرت خاص, چقرمگی خاص بیشتر از مواد آلیاژی سنتی است, سرامیک و پلاستیک مهندسی.



سلولز یکی از فراوان ترین ماده آلی طبیعی جهان است. پنبه, کنف, straw, پوشال, باگاس, و غیره., همه می توانند ارائه سلولز. از این رو, منابع بیولوژیکی گسترده یک پایه پایدار برای این ماده ذخیره.



نتایج در ماه مه منتشر شد 1 در مجله Science Advances (با پیشرفتهای علمی 2020) مانند "سبک وزن, سخت است, و پایدار سلولز نانو الیاف مواد ساختاری فله با ضریب انبساط حرارتی کم." 6, eaaz1114).



مشخص شد که سبک وزن است, خواص مقاومت و چقرمگی بالا از CNFP به طور عمده از طراحی ساختار لایه میکرون در مقیاس و ساختار شبکه سه بعدی نانومتری آمده است.. نانو الیاف داخلی بسیار کریستالی می توانند شدت بسیار بالایی را ارائه دهند, از طریق تعداد زیادی از پیوند هیدروژنی بین الیاف مانند شبکه های تعامل برگشت پذیر, تحت نیروی خارجی در چگالی بالای شبکه تعامل برگشت پذیر می تواند به سرعت تفکیک و تغییر شکل پذیری ایجاد کند, جذب انرژی زیادی, مواد با استحکام و مقاومت بالا را بسازید, غلبه بر مواد ساختاری سنتی با مقاومت بالا و سختی بالا مشکل سخت.



ثبات مقیاس و مقاومت در برابر ضربه حرارتی آن به شرح زیر نشان داده شده است: در محدوده دما از-۱۲۰°C تا 150°C, ضریب انبساط حرارتی به عنوان کم به عنوان 5 × 10-6 k-1. است که می گویند, حتی اگر نوسان درجه حرارت به 100 ° c برسد, تغییر اندازه آن نیز در 10,000 ظرف پنج, فقط یک پنجم از حمل و نقل هوایی آلیاژ آلومینیوم, مهندسی ده ها پلاستیک از, نزدیک به سرامیک. علاوه بر این, خواص مکانیکی و ابعاد آن هنوز هم بسیار پایدار تحت تکرار شدید تست چرخه شوک حرارتی بین 120 ° c و-196 ° c.




همزمان, CNFP همچنین دارای مقاومت در برابر ضربه بالا, تحمل خسارت بالا و عملکرد جذب انرژی بالا, که انتظار می رود آن را بسازد می تواند به عنوان جایگزینی برای آلیاژ استفاده شود. نتایج تست ضربه سرعت فوق العاده بالا از نوار فشار hopkinson جدا شده نشان می دهد که تحت تاثیر سرعت بالا از 28 متر · s-1 (سرعت معادل سرعت یک اتومبیل پر سرعت است), مقاومت فشاری فوق العاده بالا 1600MPa را نشان می دهد و می تواند انرژی ضربه تا 387.5mj را جذب کند · m-3 درون 0.07 خانم. این است که عمدتا به دلیل داخلی خود را سه بعدی نانو ورقه شبکه زمانی که تحت تاثیر سرعت بالا قرار, و تعداد زیادی از پیوند هیدروژنی بین نانوالیاف تحت تفکیک و بازسازی سریع, که می تواند جذب و تبدیل تاثیر انرژی جنبشی به گرما.



بدین ترتیب, نانوالیاف طبیعی جدید پایدار مواد ساختار بیونیک, ادغام شامل سبک گائو Qiangren, ثبات ابعادی بالا و شوک حرارتی, مقاومت در برابر ضربه, خواص عالی مانند تحمل خسارت بالا, انتظار می رود که حفاظت از شوک سبک وزن و مواد زیر سازی, مواد فضا, قطعات ابزار دقیق, و زمینه های دیگر خواهد شد چشم انداز برنامه های گسترده.




(منبع: رسمی نساجی روزانه weibo)