Watafiti wa Wachina huendeleza superolastic ngumu kaboni nanofiber aerogels

Imechangiwa na kubadilika na ugumu wa webs za buibui za asili, timu ya utafiti iliyoongozwa na Prof. YU Shuhong kutoka Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia ya Uchina (USTC) ilitengeneza njia rahisi na ya jumla ya kubuni ubunifu wa juu na uchovu sugu wa kaboni ngumu na nanofibrous muundo wa mtandao kwa kutumia resorcinol-formaldehyde resin kama chanzo ngumu cha kaboni.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Katika miongo ya hivi karibuni, aerogels za kaboni zimechunguzwa sana kwa kutumia katuni za picha na katuni laini, ambazo zinaonyesha faida katika hali ya juu. Aerogels hizi za elastic kawaida huwa na vipaza sauti vyenye maridadi na upinzani mzuri wa uchovu lakini nguvu ya ultralow. Katuni ngumu huonyesha faida kubwa katika nguvu ya mitambo na utulivu wa miundo kwa sababu ya muundo wa sp3 wa C-ikiwa na kadi ya "spoti" ya kadi. Walakini, ugumu na udhaifu huingia wazi katika njia ya kufikia hali ya juu na carbons ngumu. Hadi sasa, bado ni changamoto kubuni aerogels ngumu ya kaboni.

Upolimishaji wa monomers wa resin ulianzishwa mbele ya nanofibers kama templates za kimuundo kuandaa hydrogel na mitandao ya nanofibrous, ikifuatiwa na kukausha na pyrolysis kupata hewa ngumu ya kaboni. Wakati wa upolimishaji, monomers huweka kwenye templeti na weld viungo vya nyuzi-fiber, ikiacha muundo wa mtandao bila mpangilio na viungo vikubwa vya nguvu. Kwa kuongezea, mali asili (kama vile kipenyo cha nanofibre, wiani wa aerogels, na mali za mitambo) zinaweza kudhibitiwa kwa kutafta tu templeti na kiwango cha malighafi.

Kwa sababu ya nanofibers ngumu ya kaboni na viungo vingi vya svetsade kati ya nanofibers, aerogels ngumu ya kaboni huonyesha nguvu na maonyesho ya mitambo, ikiwa ni pamoja na usanifu wa juu, nguvu juu, kasi ya haraka ya kupona (860 mm s-1) na mgawo wa chini wa kupoteza nishati ( <0.16). Baada ya kupimwa chini ya shida 50% kwa mizunguko 104, hewa ya kaboni inaonyesha 2% tu deformation ya plastiki, na kudorora kwa 93% ya dhiki ya asili.

Hewa ngumu ya kaboni inaweza kudumisha hali ya juu katika hali kali, kama katika nitrojeni kioevu. Kulingana na tabia ya mitambo ya kupendeza, hewa hii ngumu ya kaboni imeahidi katika matumizi ya sensorer ya dhiki kwa utulivu wa hali ya juu na anuwai ya upelelezi (50 KPa), pamoja na conductors inayoweza kunyoosha au inayoweza kusuguliwa. Njia hii ina ahadi ya kupanuliwa ili kutengeneza nanofibers zingine ambazo hazina kaboni na hutoa njia ya kuahidi ya kubadilisha vifaa vikali kwa vifaa vya elastic au rahisi kwa kubuni vitendaji vya nanofibrous.


Wakati wa posta: Mar-13-2020