Tour實驗室與萊斯(si)大(da)學的(de)(de)(de)材料科(ke)學家Pulickel Ajayan、Rouzbeh Shahsavari，北京航(hang)空航(hang)天大(da)學的(de)(de)(de)婁軍和(he)肇(zhao)研(yan)合(he)作，從(cong)環氧(yang)樹(shu)脂注(zhu)入三維支(zhi)架的(de)(de)(de)項目(mu)中汲取(qu)靈感，包括石(shi)墨烯氣凝膠，泡沫和(he)各(ge)種工(gong)藝的(de)(de)(de)支(zhi)架。
新方案技術(shu)用(yong)聚丙烯腈(jing)（PAN）制(zhi)成更強的支架，聚丙烯腈(jing)是一種粉末狀(zhuang)聚合(he)物樹脂，用(yong)作碳源，與鎳粉混合(he)。在(zai)四步(bu)過程中(zhong)，他們冷(leng)壓材料(liao)(liao)使(shi)其致密，在(zai)爐子(zi)中(zhong)加熱使(shi)PAN變成石墨烯，化學處理所得材料(liao)(liao)以去(qu)除鎳，并使(shi)用(yong)真空將環氧樹脂拉入現有多孔材料(liao)(liao)中(zhong)。
“石墨(mo)烯泡(pao)沫是單(dan)層石墨(mo)烯，”Tour說。 “因(yin)此，實(shi)際上，整(zheng)(zheng)個泡(pao)沫是一個大(da)分子(zi)。當(dang)環氧樹(shu)脂(zhi)滲(shen)透(tou)泡(pao)沫然后硬(ying)化時，由于嵌入的石墨(mo)烯支架，環氧樹(shu)脂(zhi)在(zai)一個位(wei)置(zhi)(zhi)中的任何(he)彎(wan)曲都會在(zai)其他位(wei)置(zhi)(zhi)處對整(zheng)(zheng)料施(shi)加應力。這最終會使整(zheng)(zheng)個結(jie)構變硬(ying)。”
據研究人(ren)員稱，這種泡沫含(han)量為32%的球形(xing)復合材(cai)料密度(du)(du)略高，但電(dian)導率約為每厘米14西門子(電(dian)導率或(huo)反向(xiang)歐姆的衡量標準)。泡沫不會(hui)增加化合物的重(zhong)量，但使其(qi)抗壓強度(du)(du)是純(chun)環(huan)氧樹(shu)脂的7倍。
石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)和環氧樹脂之間的(de)簡單互鎖也有助(zhu)于穩定石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)的(de)結構。Tour說： “當環氧樹脂滲透(tou)石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)泡沫(mo)然后(hou)硬化時，環氧樹脂被捕獲在石(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)泡沫(mo)的(de)微米大小的(de)區(qu)域。”
實驗室通過將多壁碳納(na)米管混合(he)到石(shi)墨(mo)烯(xi)泡沫中來提高(gao)賭注。研(yan)究人員稱，納(na)米管充當與石(shi)墨(mo)烯(xi)結合(he)的(de)增強材(cai)料(liao)，使(shi)復合(he)材(cai)料(liao)的(de)硬(ying)度比(bi)純環(huan)氧樹脂高(gao)出1732％，導電性(xing)能提高(gao)近三倍，約為41西門子(Siemens)/厘米，遠遠高(gao)于迄今報(bao)道的(de)幾乎所(suo)有基(ji)于支架(jia)的(de)環(huan)氧樹脂復合(he)材(cai)料(liao)。
Tour預(yu)計該工藝(yi)流程將針(zhen)對工業規模進行擴展。 “人們只(zhi)需要一(yi)個足夠(gou)大的爐(lu)子(zi)來(lai)生產最終(zhong)的部件，”他說(shuo)。 “但一(yi)直都是這樣的，通過冷壓，然后加熱來(lai)制造大型金屬零件。”
他說，這(zhe)種材料(liao)最初可(ke)能會取代碳復合(he)樹脂，這(zhe)種碳復合(he)樹脂用于預浸漬和加固從航(hang)空航(hang)天結(jie)構到網球拍等材料(liao)中的(de)織物。
信息來源：中航復材科技、環球聚氨酯網、石墨烯資訊等
COPYRIGHT ? kgdk.com.cn ALL RIGHTS RESERVED. 湖南嘉盛德材料科技股份有限公司 版權所有
