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曼大發明石墨烯強化天然黃麻纖維複合材料

近日消息,曼徹斯特大學的科學家們将石墨烯和天然纖維黃麻結合在一起,創造了世界上第一個石墨烯增強天然黃麻纖維複合材料。該研究成果是制造高性能和環保的天然纖維複合材料的一大突破,石墨烯黃麻複合材料可以替代主要制造領域的合成材料,例如汽車工業,造船業,耐用風力渦輪機葉片和低成本住房。

曼徹斯特大學的研究人員聲稱,它還可以促進孟加拉國,印度和中國這些主要生産黃麻材料的國家的經濟發展。

曼徹斯特大學是英國國家石墨烯研究所和石墨烯工程創新中心的所在地,該中心提供了無可比拟的石墨烯專業知識。這兩家工廠顯示了曼徹斯特在石墨烯研究和商業化方面作為全球領先知識庫的地位。

黃麻是從白色黃麻植物(Corchorus capsularis)的樹皮中提取的,是一種100%可生物降解,可回收和環保的天然纖維。 它也是世界上生産的第二大天然纖維 – 僅次于棉花 – 并且比亞麻和其他類似的天然纖維便宜至少50%。

石墨烯-黃麻複合纖維材料對尋求更便宜,更環保的替代合成複合材料的領域極具吸引力。這就是為什麼天然纖維複合材料正引起人們極大的興趣,因為它有可能通過取代玻璃纖維等綜合生産材料來減少碳排放,因為玻璃纖維的成本更高,可能對環境有害。

石墨烯-黃麻複合纖維材料輕質高強的特點和碳纖維及玻璃纖維類似,但是成本比碳纖維低很多,有望取代一些碳纖維現有的應用領域。

天然纖維複合材料非常環保,但它們的機械和界面性能較差,這意味着對某些工業應用來說不夠強大。這就是為什麼曼徹斯特大學國家石墨烯研究所(NGI)和紡織複合材料集團的研究人員一直緻力于合作項目,并用氧化石墨烯和石墨烯塗覆黃麻纖維以提高其強度。

結果表明,添加石墨烯塗層的黃麻纖維界面剪切強度提高了200%左右,彎曲強度比未處理纖維提高了近100%。

國家石墨烯研究所(National Graphene Institute)研究員納茲穆爾·卡裡姆(Nazmul Karim)博士表示:“我們在諾沃肖洛夫教授的團隊中,多年來一直在研究石墨烯和其他基于2D材料的天然纖維。”将這一經驗轉化為開發高性能天然纖維複合材料是非常重要的。

黃麻曾被稱為孟加拉國的黃金纖維,在80年代引入聚乙烯和塑料等合成材料後失去了人們的青睐。然而,随着塑料制品對環境污染的潛在風險不斷增大,黃麻等天然纖維的使用再次增加。

此外,全球汽車行業在汽車内飾中使用黃麻的量也在迅速增長,目前每年需要約10萬噸。基于石墨烯的黃麻複合纖維可以在滿足各種行業對環保産品不斷增長的需求方面發揮非常重要的作用。

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