Муҳаққиқони чинӣ аэрогелҳои аз ҳад зиёди карбонии нанофиберро месозанд

Гурӯҳи тадқиқотӣ бо роҳбарии профессори Ю. Шухонг аз Донишгоҳи илм ва технологияи Хитой (USTC), ки аз тағйирпазирӣ ва сахтгирии торҳои тортанакҳои табиӣ илҳом гирифтааст, як роҳи содда ва умумӣ барои сохтани аэрогелҳои карбонати сахт ва хастагӣ бо нанофибро таҳия кардааст. сохтори шабакавӣ бо истифода аз қатрони resorcinol-formaldehyde ҳамчун манбаи карбон.

Chinese researchers develop superelastic hard carbon nanofiber aerogels1

Дар даҳсолаҳои охир, бо истифода аз карбонҳои графитӣ ва карбонҳои мулоим, ки бартариро дар superelasticity нишон медиҳанд, аэрогелҳои карбон ба таври васеъ омӯхта шуданд. Ин аэрогелҳои эластикӣ одатан микро сохторҳои нозук доранд, ки ба тобоварии хуби хастагӣ, аммо қудрати ултраило монанданд. Карбонҳои сахт аз ҳисоби сохти турбостратии C3-хонагӣ ба устувории механикӣ ва устувории сохторӣ бартариҳои зиёд нишон медиҳанд. Бо вуҷуди ин, бераҳмӣ ва нозукӣ дар роҳи ноил шудан ба суперастикӣ бо карбонҳои сахт ба даст меоянд. То ба имрӯз, барои ба вуҷуд овардани аэрогелҳои фавқулоддаи аз карбон асосёфта мушкилот то ба ҳол мушкил аст.

Полимеризатсияи мономерҳои қатрон дар ҳузури нанофиберҳо ҳамчун қолаби сохторӣ барои омода кардани гидрогел бо шабакаҳои нанофибро оғоз ёфт ва пас аз хушккунӣ ва пиролиз барои ба даст овардани аэрогели карбон оғоз ёфт. Ҳангоми полимеризатсия мономерҳо ба қолабҳо часпида, пайванди нахи нахдорро кафшер мекунанд ва сохтори тасодуфии шабакаро бо буғҳои азим мустаҳкам мегузоранд. Ғайр аз он, хусусиятҳои физикӣ (ба монанди диаметри нанофиб, зичии аэрогелҳо ва хосиятҳои механикӣ) метавонанд танҳо қолибҳои танзими ва миқдори ашёи хом назорат карда шаванд.

Аз ҳисоби нанофибҳои карбон ва пайванди фаровони кафшершуда дар байни нанофиберҳо, аэрогелҳои карбон сахт ва устувори механикиро нишон медиҳанд, аз ҷумла серҳаракатӣ, қобилияти баланд, суръати ниҳоят барқароршавӣ (860 мм с-1) ва коэффисиенти талафоти кам ( <0,16). Пас аз санҷиши зери шиддати 50% барои 104 давра, ҳавопаймо карбон танҳо 2% деформатсияи пластикӣ нишон медиҳад ва 93% стрессро нигоҳ медорад.

Ҳавопаймои сахт ба карбон метавонад дар шароити вазнин, аз қабили нитрогении моеъ серфоситро ба ӯҳда гирад. Дар асоси хосиятҳои ҷолиби механикӣ, ин ҳавопаймои карбон дар истифодаи сенсорҳои стресс бо қобилияти устувори баланд ва доираи детективии васеъ (50 KPa), инчунин ноқилҳои дарозкардашуда ё печдор ваъда медиҳад. Ин равиш барои фароҳам овардани дигар нанофиберҳои таркибии ғайритаббон ваъда медиҳад ва роҳи ояндаи табдил додани маводи сахт ба маводи созанда ё тағйирпазир тавассути тарҳрезии микро сохторҳои нанофибро таъмин менамояд.


Вақти нашр: мар-13-2020