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科大研发新型超弹性耐疲劳仿生材料
2016-10-14 11:47:36 作者:本网整理 来源:一点资讯

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  日前从中科大获悉,该校俞书宏教授课题组与吴恒安教授课题组合作,成功设计制备出超弹性、耐疲劳宏观尺度的碳纳米组装体仿生材料。研究成果在线发表在《自然·通讯》上。这种新材料有望用于某些特种条件下力学传感和探测等领域,例如地震波检测、外星球探测车传感部件等。

  轻质低密度和可压缩型耐疲劳结构材料具有极其重要的应用价值,可压缩性、回弹性和抗疲劳性是决定这类材料性能和应用的主要因素。为提高这些性能指标,研究人员采取的主要策略包括设计特殊的多孔结构,或采用柔性而强健的结构成分。目前,尽管此类材料可以实现较大程度的可压缩性,但在反复的大形变压缩过程中,材料内部微结构很容易发生永久性受损或断裂。

  受人类足弓等常见弹性拱结构启发,俞书宏课题组通过巧妙的设计,成功制备出一种连拱结构的碳纳米组装体材料。该材料虽然由脆性易碎的无定型碳-石墨烯复合物构筑而成,却同时实现高水平的可压缩性、超弹性及抗疲劳性:压缩90%形变后可完全恢复原状;具有如弹簧一样的极快回弹速度(580毫米/秒),远超过国际已报道170毫米/秒的最高水平;每次压缩循环中的能量损耗仅为其受压过程总存储能量的20%,明显低于国际已报道30%至80%的常规水平;20%形变压缩100万次仍能维持结构与性能稳定,优于国际已报道15%形变压缩50万次和6%形变压缩100万次的水平。

 

 

 

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