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中科大研制出可耐“冰火考驗”的超輕超彈材料

經曆200萬次壓縮仍“超彈”不變形,可耐受零下100攝氏度到零上500攝氏度的“冰火考驗”……記者近日從中科大獲悉,該校俞書宏院士團隊和梁海偉教授課題組近期研制出一種“超輕盈”的新材料,成果發表在最新一期國際材料學領域頂級學術期刊《先進材料》上。

近年來,國際學界嘗試用碳納米管和石墨烯來研制輕盈的超彈性材料,但工藝複雜,隻能制備出毫米級尺寸的“小物件”。自然界中有些生物材料具備優異的力學性能,但由于它們是純有機或有機/無機複合結構,一般隻能在很窄的溫度範圍内工作。比如人體的肌腱,可以不斷地拉伸,是一種很好的抗疲勞材料,但它隻能在人的體溫範圍内正常運行。

中科大科學家們發現一種通過熱解化學控制,将結構生物材料轉化為石墨碳納米纖維氣凝膠材料的新方法。 “簡單來說,就是借鑒自然界中的一些天然材料的結構,然後把其中的氫、氧元素‘拿走’,隻留下碳。 ”梁海偉說,通過這種方式就能把生物材料轉化成石墨材料。

經實驗驗證,新方法制備出的新型石墨氣凝膠材料具備優異性能,重量輕至每立方厘米6毫克左右。由于這種新材料可“大尺寸”、大批量合成,并具有生物材料的經濟優勢,在航天太陽能電池、超級電容器、能量緩沖和壓力傳感裝置等領域具有重要應用前景。

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