中國(guó)科大俞書(shū)宏教授研制超彈性抗疲勞的硬碳?xì)饽z
硬碳材料作為描述聚合物熱解制備的碳材料，在機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，但是本征性質(zhì)較脆且易碎。近日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書(shū)宏教授制備了一系列具有納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硬碳?xì)饽z。該系列氣凝膠具有超彈性、抗疲勞以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，有望在應(yīng)用于具有高穩(wěn)定性、大量程(50 KPa)、可拉伸或可彎曲的應(yīng)力傳感器。 xA#B1qbw
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硬碳?xì)饽z的制備。(a)示意圖，表明通過(guò)使用納米線(xiàn)作為模板的通用合成方法;(b)以BCNF@RF為例，宏量合成RF納米纖維水凝膠;(c)硬碳?xì)饽zSEM圖像;(d)顯示納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和纖維-纖維的焊接點(diǎn)。 afv? z
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碳材料可按碳原子雜化軌道的不同大致可分為石墨碳、軟碳和硬碳。軟碳和硬碳主要用于描述聚合物熱解制備的碳材料，在熱解過(guò)程中，一些碳原子重構(gòu)成二維芳族石墨烯片，如果這些石墨烯片大致平行，在高溫下則容易石墨化，這種碳被稱(chēng)為軟碳;如果這些石墨烯片隨機(jī)堆疊并通過(guò)邊緣碳原子交聯(lián)，高溫下不能石墨化，這種碳則稱(chēng)為硬碳。通常來(lái)說(shuō)，石墨碳和軟碳具有高彈性，容易變形，但是強(qiáng)度較低;由于大量sp3-C引起的硬碳微觀(guān)上亂層“紙牌屋”結(jié)構(gòu)的存在，硬碳材料在機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，但是本征性質(zhì)較脆且易碎。如何將硬碳材料制備成超彈性塊材是目前面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。 RS#)uC5/%
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最近，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組受自然界蜘蛛網(wǎng)同時(shí)具有高強(qiáng)度和彈性的啟發(fā)，巧妙通過(guò)模板法構(gòu)筑納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備了一系列具有納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硬碳?xì)饽z。該系列氣凝膠具有超彈性、抗疲勞以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。 (tP>z+
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硬碳?xì)饽z的制備。(a)示意圖，表明通過(guò)使用納米線(xiàn)作為模板的通用合成方法;(b)以BCNF@RF為例，宏量合成RF納米纖維水凝膠;(c)硬碳?xì)饽zSEM圖像;(d)顯示納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和纖維-纖維的焊接點(diǎn)。 ]<A|GY0q1
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