中科大研發新型超彈性耐疲勞仿生材料
作者： 2016年10月31日 來源： 瀏覽量：
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日前從中科大獲悉，該校俞書宏教授課題組與吳恒安教授課題組合作，成功設計制備出超彈性、耐疲勞宏觀尺度的碳納米組裝體仿生材料。研究成果在線發表在《自然·通訊》上。這種新材料有望用于某些特種條件下力學
日前從中科大獲悉，該校俞書宏教授課題組與吳恒安教授課題組合作，成功設計制備出超彈性、耐疲勞宏觀尺度的碳納米組裝體仿生材料。研究成果在線發表在《自然·通訊》上。這種新材料有望用于某些特種條件下力學傳感和探測等領域，例如地震波檢測、外星球探測車傳感部件等。
輕質低密度和可壓縮型耐疲勞結構材料具有極其重要的應用價值，可壓縮性、回彈性和抗疲勞性是決定這類材料性能和應用的主要因素。為提高這些性能指標，研究人員采取的主要策略包括設計特殊的多孔結構，或采用柔性而強健的結構成分。目前，盡管此類材料可以實現較大程度的可壓縮性，但在反復的大形變壓縮過程中，材料內部微結構很容易發生永久性受損或斷裂。
受人類足弓等常見彈性拱結構啟發，俞書宏課題組通過巧妙的設計，成功制備出一種連拱結構的碳納米組裝體材料。該材料雖然由脆性易碎的無定型碳-石墨烯復合物構筑而成，卻同時實現高水平的可壓縮性、超彈性及抗疲勞性：壓縮90%形變后可完全恢復原狀;具有如彈簧一樣的極快回彈速度(580毫米/秒)，遠超過國際已報道170毫米/秒的最高水平;每次壓縮循環中的能量損耗僅為其受壓過程總存儲能量的20%，明顯低于國際已報道30%至80%的常規水平;20%形變壓縮100萬次仍能維持結構與性能穩定，優于國際已報道15%形變壓縮50萬次和6%形變壓縮100萬次的水平。
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