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突破強(qiáng)度韌性矛盾!中科大研發(fā)新型復(fù)合纖維材料

2019-07-31 08:36:43*塑化閱讀量:599 我要評(píng)論


  【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 新品動(dòng)態(tài)】據(jù)消息,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏教授研究團(tuán)隊(duì),成功研制了一種既強(qiáng)又韌的納米尺度纖維素基納米復(fù)合纖維材料。
 
  *,材料科學(xué)講究平衡。通常情況下,研究人員在提高材料的某一特性時(shí)會(huì)看到其他特性的相應(yīng)下降。強(qiáng)度和韌性就是這樣的一對(duì)矛盾體。強(qiáng)度越高的材料,韌性越低,其吸收能量的機(jī)制遭到破壞而更易破裂。
 
  而俞書(shū)宏教授研究團(tuán)隊(duì)則的解決了這一個(gè)問(wèn)題,其研究揭示,這些典型的生物結(jié)構(gòu)材料具有一些共性:都是天然的納米復(fù)合材料,由高度取向的高強(qiáng)度納米纖維單元包裹在較柔軟的有機(jī)物基質(zhì)中構(gòu)成,并具有高度有序的多級(jí)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)。
 
  基于此,研究人員以高強(qiáng)度細(xì)菌納米纖維素作為增強(qiáng)基元,以海藻酸鈉生物大分子作為有機(jī)物基質(zhì),將兩者的復(fù)合水溶液進(jìn)行溶液紡絲,得到拉伸強(qiáng)度初步提升的單取向結(jié)構(gòu)宏觀(guān)納米復(fù)合纖維。單純海藻酸鈉宏觀(guān)纖維的拉伸強(qiáng)度為190MPa,而所得納米復(fù)合纖維的拉伸強(qiáng)度提高至420MPa。
 
  隨后,他們通過(guò)多級(jí)螺旋纏繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),得到了具有類(lèi)似生物纖維結(jié)構(gòu)特征的宏觀(guān)人工纖維材料,其拉伸強(qiáng)度繼續(xù)提升25%,斷裂延伸率和韌性則分別同步提升近50%和100%。
 
  原標(biāo)題:突破強(qiáng)度韌性矛盾!中科大研發(fā)新型復(fù)合纖維材料
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