Қытай зерттеушілері қатты көміртекті нанофибрлі аэрогельдер жасайды

Табиғи паук жібек торларының икемділігі мен қаттылығынан шабыт алған Қытайдың ғылым және технологиялар университетінің профессоры Ю.Ю. Шухонг бастаған зерттеу тобы (USTC) нанофиброқызылсыз суперластикалық және шаршауға төзімді қатты көміртекті аэрогельдер жасаудың қарапайым және жалпы әдісін жасады. резорцинол-формальдегидті шайырды қатты көміртек көзі ретінде пайдалану арқылы желі құрылымы.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Соңғы онжылдықтарда көміртегі аэрогельдері графикалық графикалық көміртектер мен жұмсақ көміртектерді қолдану арқылы кеңінен зерттелді, олар супереллистикалық артықшылықтарды көрсетеді. Бұл серпімді аэрогельдер әдетте жақсы шаршауға төзімді, бірақ ультракүлгін күші бар нәзік микроқұрылымдарға ие. Қатты көмірсулар механикалық беріктілік пен құрылымдық тұрақтылықтың үлкен артықшылығы болып табылады, себебі С3-турбостратикалық «карточкалар үйі» құрылымы арқасында. Алайда, қаттылық пен сынғыштық қатты көміртектермен жоғары икемділікке жету жолында анық көрінеді. Қатты көміртекті негіздегі аэрогельдерді жасау өте қиын.

Шайырлы мономерлерді полимерлеу нанофиберлердің қатысуымен нанофиброзды желілері бар гидрогельді дайындау үшін басталды, содан кейін қатты көміртекті аэродель алу үшін кептіру мен пиролизден өтті. Полимерлеу кезінде мономерлер шаблондарға салынады және талшықты-талшықты қосылыстарды дәнекерлейді, массивті берік буындармен кездейсоқ желі құрылымын қалдырады. Сонымен қатар, физикалық қасиеттерді (мысалы, нанофибрдің диаметрі, аэрогельдердің тығыздығы және механикалық қасиеттері) жай шаблондар мен шикізат мөлшерімен басқаруға болады.

Қатты көміртегі нанофиберлері мен нанофиберлердің арасында көп дәнекерленген қосылыстардың арқасында қатты көміртекті аэрогельдер өте икемділікті, жоғары беріктігін, өте тез қалпына келу жылдамдығын (860 мм с-1) және энергияны жоғалту коэффициентін қоса алғанда, тұрақты және тұрақты механикалық көрсеткіштерді көрсетеді. <0,16). 104 цикл үшін 50% штамммен сыналғаннан кейін көміртегі аэрогельі тек 2% пластикалық деформацияны көрсетеді, ал 93% бастапқы стрессті сақтайды.

Қатты көміртекті аэродель қатты жағдайларда, мысалы сұйық азотта, серпімділікті сақтай алады. Таңғажайып механикалық қасиеттерге сүйене отырып, қатты көміртекті аэрогель жоғары тұрақтылық пен кең детективтік диапазоны бар стресс сенсорларын, сондай-ақ созылатын немесе иілгіш өткізгіштерді қолдануға уәде береді. Бұл тәсіл басқа көміртекті емес композициялық нанофиберлерді жасауға уәде береді және нанофибридті микроқұрылымдарды жобалау арқылы қатаң материалдарды серпімді немесе икемді материалдарға айналдырудың перспективті әдісін ұсынады.


Өткізу уақыты: наурыз-13-2020