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突破強度韌性矛盾!中科大研發新型復合纖維材料

2019-07-31 08:36:43*塑化閱讀量:591 我要評論


  【化工機械設備網 新品動態】據消息,中國科學技術大學俞書宏教授研究團隊,成功研制了一種既強又韌的納米尺度纖維素基納米復合纖維材料。
 
  *,材料科學講究平衡。通常情況下,研究人員在提高材料的某一特性時會看到其他特性的相應下降。強度和韌性就是這樣的一對矛盾體。強度越高的材料,韌性越低,其吸收能量的機制遭到破壞而更易破裂。
 
  而俞書宏教授研究團隊則的解決了這一個問題,其研究揭示,這些典型的生物結構材料具有一些共性:都是天然的納米復合材料,由高度取向的高強度納米纖維單元包裹在較柔軟的有機物基質中構成,并具有高度有序的多級螺旋纏繞結構。
 
  基于此,研究人員以高強度細菌納米纖維素作為增強基元,以海藻酸鈉生物大分子作為有機物基質,將兩者的復合水溶液進行溶液紡絲,得到拉伸強度初步提升的單取向結構宏觀納米復合纖維。單純海藻酸鈉宏觀纖維的拉伸強度為190MPa,而所得納米復合纖維的拉伸強度提高至420MPa。
 
  隨后,他們通過多級螺旋纏繞結構設計,得到了具有類似生物纖維結構特征的宏觀人工纖維材料,其拉伸強度繼續提升25%,斷裂延伸率和韌性則分別同步提升近50%和100%。
 
  原標題:突破強度韌性矛盾!中科大研發新型復合纖維材料
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