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  • 科研人。员研制仿北极熊毛发的隔炎气凝胶

    来源:未知 时间:2019-06-30 02:31:20 字体:[ ]

    与人。类或其他哺乳行物的毛发分别,北极熊的毛发是中空的。在。显微镜下放大后,每一根毛发都存在。空腔组织,这栽中空的管状组织不光降矮了北极熊毛的密度,而且有利于减幼炎导率,阻隔炎量从北极熊的皮肤表面扩散到周围的矮温环境中,值得设计新式人。造隔炎原料效仿。

    该碳管气凝胶具有宏不悦目尺度的三维网络组织,所以具有超弹性,当解放落体的幼钢球落在。碳管气凝胶的表面时,高回弹速度(1434 mm s-1),即使在。30%答变下压缩一百万次或者90%答变下压缩一万次,碳管气凝胶照样保持组织完善。钻研人。员还探究了其行为压阻式传感器的有关性质,在。30%答变下压缩一万次以后,它的相对。电阻值基本不变。

    该项钻研受到国家自然科学基金委创新钻研群体、国家自然科学基金重点项现在。、中科院前沿科学重点钻研项现在。、中科院纳米科学不凡创新中央、苏州纳米科技协同创新中央等的资助。

    中国科学技术大学教授俞书宏领导的钻研团队受北极熊毛发中空组织的启发,发展了一栽人。造相符成。类北极熊毛的中空碳管气凝胶(CTA)的形式,该碳管气凝胶外现出超弹性和矮的炎导率。有关钻研收获以Biomimetic Carbon Tube Aerogel Enables Super-Elasticity and Thermal Insulation 为题,于6月6日发外在。《化学》上(Chem 2019,CHEMJOURNAL-D-19-00185R1)。论文的第一作者为博士钻研生詹慧娟。

    大自然历经了亿万年的发展和进化,其雄厚的组织与栽类值得人。们往学习和发展。该团队使用一维纳米线行为模。板,经由过程模。板法制备宏不悦目尺度的碳管气凝胶(图1)。原由其稀奇的微不悦目组织,使该气凝胶原料外现出优厚的轻质、隔炎、疏水和死板性能(图2)。其密度最矮可达到8 kg/m3,矮于绝大无数已报道的隔炎原料;它的接触角为146o,在。56%的相对。湿度下安放120天,照样能保持炎导率基本不变;原由中空碳管的内径(35纳米)远幼于空气的平均解放程(75纳米),管内的空气几乎不会传递炎量,所以碳管气凝胶具有很益的隔炎性能,其最矮炎导率仅为23 mW m-1K-1,矮于干燥空气的炎导率。

    图1.CTA的制备。(A)北极熊毛的组织;(B)暗示图,外明用一维纳米线行为模。板制备CTA的形式;(C)CTA的透射图;(D)CTA在。压缩形变为90%的条件下,压缩一万次的答力-答变弯线;(E)CTA在。400℃炎台上的炎红外图像,外明良益的隔炎能力。

    这栽受北极熊毛发中空组织启发设计相符成。的新式碳管气凝胶有看可已足极端条件下对。高性能原料的需要,例如航天航空周围中使用的轻质隔炎保温原料、弹性体原料等。

    图2.CTA的性能外征。(A)分别原料密度的对。比;(B)分别原料炎导率的对。比;(C)分别原料回复速度的对。比;(D)CTA在。压缩形变为30%的条件下,压缩一百万次的死板性能转折;(D)CTA在。压缩形变为90%的条件下,压缩一万次的死板性能转折。

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