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永利棋牌:如何开发具有可逆拉伸性能的多孔碳材料仍然是一个巨大的挑战

时间:2021/8/23 7:43:21   作者:   来源:   阅读:15   评论:0
内容摘要:该校于树红院士团队成功研制出一种兼具高压缩性和高拉伸性的超弹性全碳多孔材料。工作人员称其为“碳弹簧”。其独特的微观结构和性能使其成为制造智能振动和磁传感器器件的理想材料。所获得的传感器设备甚至可以在极端温度环境下有效工作。这一研究成果日前发表在《先进材料》杂志上。多孔碳材料由于其...
该校于树红院士团队成功研制出一种兼具高压缩性和高拉伸性的超弹性全碳多孔材料。工作人员称其为“碳弹簧”。其独特的微观结构和性能使其成为制造智能振动和磁传感器器件的理想材料。所获得的传感器设备甚至可以在极端温度环境下有效工作。这一研究成果日前发表在《先进材料》杂志上。

多孔碳材料由于其广泛的应用,一直是材料科学领域的研究热点。在实际应用过程中,机械柔性是决定结构稳定性和耐久性的关键因素。然而,由于三维多孔碳网络之间的连接非常脆弱,如何开发具有可逆拉伸性能的多孔碳材料仍然是一个巨大的挑战。

此前,研究人员受到人类“足拱”宏观弹性拱结构的启发,借助已开发的双向冰模板技术,成功构建了由有序堆叠的微拱结构单元组成的全碳多孔材料,实现了高压缩性。和超弹性。深入研究表明,这种独特的长程有序层状微拱结构的引入,不仅可以解决多孔碳材料的压缩脆性问题,而且可以有效解决拉伸脆性问题。基于此,研究人员成功开发了这种“碳弹簧”,它可以在-60% ~ 80%的大应变范围内实现可逆拉伸和压缩变形,并能完全回弹,类似于真正的金属弹簧,这种弹性特性使其有别于以往几乎所有报道的多孔碳材料。并结合原位扫描电镜观察和有限元模拟验证了其弹性变形机制。

磁性“碳弹簧”也可作为制造新型磁传感器器件的关键部件。研究结果表明,该磁传感器可以灵敏地检测0.4mT的微小磁场。令人印象深刻的是,这两种传感器设备都能在-100°C至350°C的极端温度环境下稳定工作。这一独特优势使其应用于外层空间探索任务成为可能。

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