Studiuesit kinezë zhvillojnë aerogelë superelastikë të karbonit të fortë

Frymëzuar nga fleksibiliteti dhe ngurtësia e rrjetave të mëndafshit të merimangave natyrore, një ekip hulumtues i udhëhequr nga Prof. YU Shuhong nga Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë së Kinës (USTC) zhvilloi një metodë të thjeshtë dhe të përgjithshme për të sajuar aerole të karbonit të fortë dhe rezistent ndaj lodhjes me nanofibrues struktura e rrjetit duke përdorur rrëshirë resorcinol-formaldehid si një burim i fortë karboni.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Në dekadat e fundit, aerogelat e karbonit janë eksploruar gjerësisht duke përdorur karboni grafik dhe karboni të butë, të cilat tregojnë avantazhe në superelasticitet. Këto aerogels elastike zakonisht kanë mikrostrukturë delikate me rezistencë të mirë lodhjeje por forcë ultrullore. Karboni i fortë tregon avantazhe të mëdha në forcën mekanike dhe stabilitetin strukturor për shkak të strukturës sp3-C të shkaktuar nga "shtëpia e kartave" turbostratike. Sidoqoftë, ngurtësia dhe brishtësia marrin qartë rrugën e arritjes së superelasticitetit me karboni të fortë. Deri më tani, është ende një sfidë për të fabrikuar aerogels superelastik të fortë me bazë karboni.

Polimerizimi i monomeve të rrëshirës u inicua në prani të nanofibrave si modele strukturore për të përgatitur një hidrogel me rrjete nanofibruese, e ndjekur nga tharja dhe piroliza për të marrë ajër të fortë karboni. Gjatë polimerizimit, monomerët depozitohen në shabllone dhe bashkojnë nyjet e fibrave fibër, duke lënë një strukturë të rastësishme të rrjetit me nyje masive të forta. Për më tepër, vetitë fizike (të tilla si diametrat e nanofibrit, dendësia e aerogelave dhe vetitë mekanike) mund të kontrollohen me thjesht akordim të shablloneve dhe sasisë së lëndëve të para.

Për shkak të nanofibrave të karbonit të fortë dhe nyjeve të bollshme të salduara midis nanofibrave, aerogelët e fortë të karbonit shfaqin shfaqje mekanike të fuqishme dhe të qëndrueshme, duke përfshirë super-elasticitetin, forcën e lartë, shpejtësinë jashtëzakonisht të shpejtë të rikuperimit (860 mm s-1) dhe koeficientin e ulët të humbjes së energjisë ( <0.16). Pasi të testohet nën tendosje 50% për 104 cikle, ajri i karbonit tregon vetëm 2% deformim plastik dhe ruajti 93% stres origjinal.

Agjensia e fortë e karbonit mund të ruajë super-elasticitetin në kushte të vështira, të tilla si në azot të lëngshëm. Bazuar në karakteristikat magjepsëse mekanike, kjo aeroplan i fortë karboni ka premtuar në aplikimin e sensorëve të stresit me stabilitet të lartë dhe gamë të gjerë detektive (50 KPa), si dhe përçuesve të shtrirë ose të përkulshëm. Kjo qasje premton të zgjatet për të bërë nanofibra të tjerë të përbërë me bazë karboni dhe siguron një mënyrë premtuese për shndërrimin e materialeve të ngurtë në materiale elastike ose fleksibël duke projektuar mikrostrukturat nanofibruese.


Koha e postimit: Mar-13-2020