據南開(kāi)新聞網報道(dào)問媽,經(jīng)過(guò)多年持續攻關,南視筆開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳永勝團隊聯合美要雜國(guó)萊斯大學(xué),于2019年4月份研究要了制得了一種(zhǒng)新型三維石墨烯北愛材料。該材料能(néng)夠承受4K(約-2你影69℃)到(dào)1273K(約1000℃裡靜)的溫度區間,且能(néng)夠保濕良好(hǎo)的穩定性和高彈物化性,有望成(chéng)為航天裝備制造領房紅域的“太空海綿”,相關研究結果于201輛動9年4月12日發(fā)表于《科學(xué)進她商(jìn)展》(Science A又弟dvances)。
高彈性材料是一類具有較大可逆形變能(néng)力的材料,例如常見的橡膠公話、聚合物泡沫材料等,已廣泛應用于人類生産、生活。新型高彈性材料在照船諸如可穿戴設備、人工肌肉、傳感器間很等高端研究、技術領域具有極大應用前森分景。
然而,幾乎目前所有高彈性材料的彈性及其他力學(xué)性能(néng)都(月熱dōu)受溫度影響。例如,矽橡膠在高溫條件下軟化或分解;相反地,随溫討你度降低逐漸喪失彈性,發(fā)多知生玻璃化轉變而變硬、變脆。同樣(yàng)的問題也存在于我河高彈聚合物的泡沫或海綿材料。
這(zhè)種(zhǒng)“太空海綿雪讀”材料由無序排列的單層石墨烯片通過(g站低uò)共價鍵化學(xué)交聯而構成喝藍(chéng),在低至液氦溫區的極端低溫條件下來弟具有與室溫下相同的力學(xué)性能(néng),包括高度關雪可回複的超級彈性,不變的楊氏模量木和(描述固體材料抵抗形變能(néng)力的物理量師請),近零泊松比(反映材料橫向(xiàng)變形的彈性常數)以及出色的抗疲勞性為道能(néng)。
團隊研究人員指出,目前,尚無任何其他材料具有此種(zhǒng)低溫就動超級彈性性能(néng)以及4K至1273K溫度範圍内不受溫度影響飛問的彈性及力學(xué)性能(néng)的報道(dào兵能)。
通過(guò)自主搭建的力學(xué)性能(néng)測試系統,陳永勝團兒美隊精确、系統地測試了在4-12妹計73K(約-269℃至1000℃)溫度範圍内三維數和石墨烯材料的各項力學(xué)性能(néng);利用團隊改造的掃描電子從紅顯微鏡和原位變溫樣(yàng)品台,獲得了三維石墨烯材料在極端低懂哥溫和高溫條件下壓縮-回彈過(guò)程中微觀結構的變形特個村征;通過(guò)理論模型計算的驗證,闡明了這(訊算zhè)一新型材料溫度不變性源于石墨烯特有的sp2雜化的二維碳原子平面(m廠來iàn)晶體結構。
該研究團隊指出,在深低溫條件下,石墨烯和外暗三維石墨烯材料顯著的力學(xué)穩定性使其成(chéng)為在外太員業空和其他極端低溫或惡劣環境中應用的最佳研究對(duì)象。其它的二維納米材有章料,如果具有與石墨烯類似的結構,例如石墨炔線北、矽烯、平面(miàn)鍺以及二維Bi1—xSbx薄片,并將(ji服計āng)其作為結構單元依照類似于老門三維石墨烯的方式組裝起(qǐ)來間章,得到(dào)的宏觀材料也有可能(néng)充分保留二維構造單元獨特的性質愛廠,并展現出宏觀的特異性能(néng)。
據悉,該項研究由南開(kāi)大學(xué)陳永勝媽藍教授團隊和美國(guó)萊斯大學(xué)P商愛ulickel Ajayan教授團隊合作完成(chéng),獲得了國(g船很uó)家科技部、國(guó)家自然科學(xu人商é)基金等支持。
論文鍊接:https://advances.sciencem間子ag.org/content/5/4/eaav2589
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