冰储能构建和管控片层结构GO-SA框架和反鲍鱼壳结构环氧-


发布时间:

2022-08-29

冰储能根据参考天然石材特殊的结构和页面特点,制取了一系列性能卓越的仿生技术纳米复合材料。前不久,北京航空航天大学程群峰教授课题组根据参考纯天然鲍鱼壳的有机-无机物片层更替结构,根据冰模板方法制取了具备出色韧性的反鲍鱼壳结构的环氧-石墨烯材料纳米复合材料。

  近些年,仿生技术纳米复合材料是复合材质领域内的研究热点之一。根据参考天然石材特殊的结构和页面特点,制取了一系列性能的仿生技术纳米复合材料。

  航天航空、冰储能技术、组织工程等工程技术行业急切需新式质轻高强度和多用途结构原材料。但是传统式纳米复合材料改性的一些发展瓶颈,如纳米技术增强材料的分散、结构管控等难以摆脱。天然石材中,鲍鱼壳珍珠层因其具有独特的“砖-泥”更替片层结构,冲击韧性则是主要成份霰石的3000倍,为构建性能纳米复合材料带来了设计构思。

  课题组选用冰储能,以氧化石墨烯为基元原材料,构建了片层氧化石墨烯-海藻酸钠(GO-SA)三维框架,根据操纵冰霜生长速率优化了框架的层间距。将框架热复原后,渗透到环氧前驱体并干固,构建了不一样环氧层厚度的仿生技术片层环氧-石墨烯材料纳米复合材料,在其中环氧环氧树脂净重含量大约为99wt%,而石墨烯材料框架的含量约1wt%。而纯天然鲍鱼壳珍珠层的无机物霰石板净重含量达到96wt%(容积含量约95%),有机化合物净重含量约4wt%,有别于传统式仿鲍鱼壳复合材质,创作者称这类有机化合物含量远远高于无机物增强材料的结构为“反鲍鱼壳结构”。

  冰储能构建和管控片层结构GO-SA框架和反鲍鱼壳结构环氧-石墨烯材料纳米复合材料过程。(a)匀称分散的GO-SA分散液;(b)构建和管控原材料结构的双重冰储能;(c1-e1)GO-SA框架的片层间距伴随着冷冻速度的提高而减少;(c2-e2)通过调质处理后,获得石墨烯材料-海藻酸钠框架,授予原材料导电性能;(c3-e3)将液体环氧渗入到框架中获得不一样层状厚度的反鲍鱼壳结构环氧-石墨烯材料纳米复合材料。