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| 東華大學(xué)制備出世界上最輕的氣凝膠材料 |
| 發(fā)布人：增韌劑 時(shí)間：2015-1-27 |
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近日，東華大學(xué)俞建勇院士、丁彬研究員領(lǐng)銜的納米纖維研究團(tuán)隊(duì)在納米超輕纖維材料研究上獲新成果，成果論文以“超輕、超彈納米纖維氣凝膠材料的構(gòu)建及其功能化應(yīng)用”（“Ultralight nanofiber-assembled cellular aerogels with superelasticity and multifunctionality”）為題發(fā)表在2014年12月16日的《自然•通訊》（Nature Communications）雜志上，東華大學(xué)為唯一署名單位。該項(xiàng)成果利用普通的靜電紡納米纖維膜材料開發(fā)出一種超輕、超彈的纖維氣凝膠，經(jīng)中國計(jì)量認(rèn)證結(jié)果顯示，這種纖維氣凝膠的固態(tài)材料密度僅為0.12毫克每立方厘米。
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氣凝膠是一種超輕質(zhì)的固體材料，其內(nèi)部98%以上是空氣，又被稱為“凝固的煙”。1999年，美國航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室首次研制出超輕二氧化硅氣凝膠，其密度為3毫克每立方厘米，成為當(dāng)時(shí)世界上最輕的固體材料。這種超輕材料隨后被“星塵”號(hào)彗星探測器攜帶進(jìn)入太空，并成功用于彗星尾部塵埃微粒的捕捉。2012年，德國科學(xué)家制造了一種名為“石墨氣凝膠”的材料，其密度為0.18毫克每立方厘米，使氣凝膠材料的密度達(dá)到了一個(gè)新的極限。2013年，浙江大學(xué)制造的“全碳?xì)饽z”超輕材料，其密度為0.16毫克每立方厘米，又創(chuàng)造了一個(gè)新的記錄。而此次我校研發(fā)的0.12毫克每立方厘米“纖維氣凝膠”，再次成功刷新了“世界最輕材料”的記錄�！袄w維氣凝膠”的誕生不僅將氣凝膠原料拓展到了纖維領(lǐng)域，同時(shí)也開創(chuàng)了一種超輕纖維材料的制備方法，標(biāo)志著我國科研工作人員在超輕質(zhì)材料研究領(lǐng)域取得了又一重大進(jìn)展。
據(jù)了解，該“纖維氣凝膠”不僅具有超輕特性，其壓縮回彈性能也十分優(yōu)異，經(jīng)過上千次壓縮后塑性形變僅為14.5%，相比于傳統(tǒng)的碳?xì)饽z，其壓縮回彈性能提升了110%。除了超輕和超彈特性，纖維氣凝膠還展現(xiàn)了其它優(yōu)異性能，例如，它的導(dǎo)熱系數(shù)低至0.026W/ m•k，接近于室溫條件下空氣的導(dǎo)熱系數(shù)；一塊5毫米的“纖維氣凝膠”可以輕松實(shí)現(xiàn)在100—6300Hz寬頻段內(nèi)的高效吸音；超輕多孔的纖維氣凝膠還是一種高性能的吸附材料，可快速吸附自身重量200倍以上的液體污染物，有望為近年來頻發(fā)的海上石油污染災(zāi)害提供新的解決途徑。除了上述應(yīng)用，這種超輕的“纖維氣凝膠”材料還可應(yīng)用于組織工程、電子器件等領(lǐng)域。 |
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