我国研制出新型仿生增强增韧纳米复合纤维材料
基于生物质来源的高性能纳米复合材料正逐渐发展成为未来结构和功能应用的理想材料。由植物组织分离或细菌发酵得到的纳米尺度纤维素,可以说是地球上储量最丰富的纳米级原材料,其密度低、热稳定性好、力学性能出色,同时可降解、可再生、可持续,因而受到诸多关注。研究人员希望利用其研制出宏观尺度的高性能纤维素基纤维材料。然而,所制纤维素基宏观纤维材料的强度和韧性之间的矛盾尚未得到解决。高强度的获得往往以牺牲其断裂延伸率和韧性为代价,于是低韧性、易脆断等问题严重限制了此类材料在先进织物等领域中的实际应用。 反观自然界,许多植物纤维(如麻纤维、棉纤维等)和动物纤维(如毛发、蚕丝等)都有效规避了强、韧之间的矛盾,实现了高强度和高韧性的完美组合。研究揭示,这些典型的生物结构材料具有一些共性:它们都是天然的纳米复合材料,由高度取向的高强度纳米纤维单元包裹在较柔软的有机物基质中构成,并具有高度有序的多级螺旋缠绕结构。 近日,中国科学技术大学俞书宏教授......阅读全文
我国研制出新型仿生增强增韧纳米复合纤维材料
基于生物质来源的高性能纳米复合材料正逐渐发展成为未来结构和功能应用的理想材料。由植物组织分离或细菌发酵得到的纳米尺度纤维素,可以说是地球上储量最丰富的纳米级原材料,其密度低、热稳定性好、力学性能出色,同时可降解、可再生、可持续,因而受到诸多关注。研究人员希望利用其研制出宏观尺度的高性能纤维素基纤
我国科学家研制“龙虾壳”新型仿生材料性能卓越
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/476807.shtm 记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队首次提出了非连续布利冈结构的设想,并发展了一种程序化组装纳米纤维的方法,成功地创制出一种新型的轻质高强仿生非连续布利冈结构纳米复合材
螳螂虾、寄居蟹?高强高韧仿生复合材料制备
记者从中国科学技术大学获悉,该校中科院材料力学行为与设计重点实验室骆天治教授团队与武汉大学王正直副教授、张作启教授合作,研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾)。综合利用多种实验手段揭示了从纳米尺度到厘米尺度的化学梯度、微观结构和力学性能之间的相关性,并通过有限元分析和3D打印技术
Zetasizer-Nano促进仿生纳米复合材料处理
英国诺丁汉特伦特大学的研究员目前已将英国马尔文仪器有限公司的Zetasizer Nano ZS颗粒特征系统应用在工作中,证明了蛋白质和铝相互作用产生的静电特性。这一进步使得人们向利用自然生物过程创建新型铝复合材料的目标又迈进了一步。 采用生物过程进行纳米复合材料结构的设计和构造被称作仿生纳
新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究获进展
在国家重点基础研究发展计划“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院“西部之光”人才培养计划项目的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所润滑与防护材料研究发展中心胡丽天研究员带领的课题组在新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究方面取得了新进展。 高性能结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、
新研究解析出竹节内多级次纤维结构
毛竹凭借较轻的重量、卓越的机械性能和迅速生长等优势,逐渐成为替代木材和化学合成品的一种可持续资源。与竹间相比,短小的竹节似乎机械性能较为薄弱,其在工程纤维层合板加工中往往被废弃。但实际上,在高大笔直的毛竹生存发展进程中,竹节发挥了定点机械支撑强化和流体多向输运等方面作用。科研人员认为,这种双功能或多
纤维增强无机复合材料国际会议召开
9日,第15届纤维增强无机复合材料国际会议在福州召开,这是该会议创办以来首次在中国举办。200多位来自全球各地的专家学者及国际知名厂商代表共聚一堂,以“绿色、节能、装配”为主题,共同研究探讨无机复合材料在未来绿色环保、科技节能、装配式建筑领域的应用与发展,并现场展示几十种最新的无机纤维复合产品。
固体所两项科技成果通过鉴定
12月21日,由依托在中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所的安徽省纳米材料及应用工程技术研究中心承担的“增韧增强工程塑料用聚酯PET纳米复合材料”和“纳米复合阻燃抗老化EPDM电缆材料的研究与开发”两项目研究成果通过了安徽省科技厅组织的科技成果鉴定。鉴定委员会一致认为,两项研究开
纳米结构单元组装与仿生纳米复合材料研制取得进展
无序纳米线被组装成具有周期性结构的有序一维超细纳米线薄膜 目前,国际上有关纳米结构组装技术与仿生结构材料研究领域的挑战之一,是如何实现将功能化的纳米结构单元组装成有序的组装体,以获得新的功能和应用。受具有优越力学性能的生物材料体系如贝壳、飞鸟骨骼等微观结构与其性能关系的启示,如何仿
LAMIsport-XTreme:开创性纤维增强复合材料
德国LAMILUX公司作为专业的纤维增强材料生产商,以新开发的纤维增强产品为滑雪板等运动板的产品性能和生产制造工艺带来了革命性变化。 LAMIsport X-treme是由碳纤维或玻璃纤维复合而成的高科技材料,它构成了滑雪板紧密压合的三明治结构板身的面层(上表面和下表面)。它不仅可以为这
重磅Acta:激光粉末增材制造颗粒增强金属基复合材料!
导读:了解复杂的多相相互作用对于减少金属基复合材料增材制造 (AM) 中的缺陷是至关重要的。在这项研究中,研究者们提出了一个高保真模型,使用求解计算流体动力学和离散元方法 (CFD-DEM) 以及双向动量和能量交换来揭示AM 过程中熔池和增强固体颗粒的动态。用单质粉末共混制备的钨铜复合材料的电子
碳纳米纤维复合材料及其制备方法
(1)配制聚丙烯腈纺丝溶液;(2)制备聚丙烯腈纳米纤维;(3)对聚丙烯腈纳米纤维进行预氧化处理;(4)制备氧化石墨烯分散液;(5)将氧化聚丙烯腈纳米纤维浸泡于氧化石墨烯分散液中进行自组装,得到氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈纳米纤维;(6)将氧化石墨烯/氧化聚丙烯腈纳米纤维进行高温碳化,得到石墨烯/碳纳米纤
超韧玻纤增强聚碳酸酯面世
为了解决玻纤增强聚碳酸酯复合材料韧性不足的先天性难题,弥补超薄电子产品外壳容易脆断的劣势,亚太国际企业(香港)有限公司日前开发了超韧玻纤增强聚碳酸酯复合材料。 据介绍,该复合材料收缩率低,尺寸稳定性好,复合材料刚性好,且具有很好的韧性,复合材料可根据客户需求调节阻燃性,无卤阻燃可达到1.0mm
新型生物材料开发及生物陶瓷增韧研究获进展
生物陶瓷材料——羟基磷灰石由于与人体骨骼天然化成分相似而成功应用于快速促进骨组织固定等骨科手术。并且羟基磷灰石可直接与宿主骨骼组织固定,具有优异的骨传导和骨诱导性能,促使其在临床上应用较其他陶瓷生物材料具有明显优势。但是,羟基磷灰石块材其本身固有的脆性以及低的断裂韧性限制了其在术后负载
受虾蟹结构启发-我国科研团队制备高强高韧仿生材料
中国科学技术大学教授骆天治团队与武汉大学副教授王正直、教授张作启合作,研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾),综合利用多种实验手段揭示了其从纳米尺度到厘米尺度的化学梯度、微观结构和力学性能之间的相关性,并通过有限元分析和3D打印技术确认两种结构中的增韧机制和结构优化原理。相关成
兰州化物所仿生微纳米复合双层结构材料研究取得系列成果
仿生纳米材料是材料领域的研究热点之一,国内外材料科学工作者围绕仿生纳米材料的制备及其功能性开展了大量的研究工作。 在中国科学院“百人计划”和国家自然科学基金委的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所仿生摩擦材料课题组(BMT)自2001年以来围绕仿生纳米结构材料开展了一
中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜
聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性,成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而,与其他碳氢聚合物一样,聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击,导致其物理和力学性能急剧下降。目前,针对这一问题尚无较好的解决手段。此外,宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性
中国科大研制出用于太空防护的仿生纳米复合膜
聚酰亚胺薄膜因其优异的力学性能、绝佳的热稳定性和突出的耐化学性,成为太空探测器“防护服”的优异材料。然而,与其他碳氢聚合物一样,聚酰亚胺材料在太空环境中也易受到原子氧的攻击,导致其物理和力学性能急剧下降。目前,针对这一问题尚无较好的解决手段。此外,宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性提出
中国学者提出增强仿生陶瓷韧性的新方法
中国科学技术大学俞书宏院士课题组茅瓅波副研究员等从生物矿物的残余应力增强机制中获得启发,提出一种新的仿生增韧方法,可显著提升仿珍珠母陶瓷的韧性,韧性放大系数达16.1±1.1,优于最先进的仿生陶瓷。相关成果发表于《先进材料》,对于先进陶瓷材料设计和制造具有重要指导意义。 陶瓷具有硬度大、强度高和
中国学者提出增强仿生陶瓷韧性的新方法
中国科学技术大学俞书宏院士课题组茅瓅波副研究员等从生物矿物的残余应力增强机制中获得启发,提出一种新的仿生增韧方法,可显著提升仿珍珠母陶瓷的韧性,韧性放大系数达16.1±1.1,优于最先进的仿生陶瓷。相关成果发表于《先进材料》,对于先进陶瓷材料设计和制造具有重要指导意义。 陶瓷具有硬度大、强度高
改性塑料助剂选择
改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基础上,经过填充、共混、增强等方法加工改性,提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。主要种类有阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类等。塑料助剂,又叫塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所
上海硅酸盐所研制出大尺寸高性能有序结构仿生材料
天然生物材料虽是由碳酸钙和磷酸钙等常见的材料组成,但往往具有适应其环境及功能需要的复杂组装超结构和杰出的性能,为人们提供了材料结构设计和性能优化的灵感及指南,例如贝壳是由碳酸钙和少量的壳质素复合材料组装形成的“砖块水泥层状有序结构”,骨骼是由羟基磷灰石纳米晶/胶原纤维组装形成的有序结构等。纳米材
新突破:中国科学家实现陶瓷增韧增塑,让陶瓷变得可拉伸
陶瓷作为一种古老而又充满魅力的材料,是人类文明史上重要的发明之一。它既是无机非金属材料,又是传统工艺美术品,在我们生活中随处可见,它以其温润的触感、华丽的外表,装点着生活中的每一个角落。 此外,陶瓷具有耐高温、耐腐蚀和硬度高等特性,逐渐成为电池、航空航天等高科技领域不可或缺的材料。 陶瓷由哪
纳米级褶皱的高强度和高韧性研究获进展
近日,中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室研究员魏宇杰研究团队通过原子尺度模拟和理论分析,报道了高强度和高韧性的堆叠无定形碳基复合材料,并揭示出纳米级褶皱产生的增强增韧这一反常规机制,相关研究成果发表在Nano Letters上。 石墨烯等低维碳基材料具有极高的面内强度和杨氏模量,但其
中国科大基于多尺度界面设计创制高性能仿生珍珠层材料
贝壳的珍珠层,由占主要部分的脆性碳酸钙矿物和少量的柔性聚合物构成,虽然组分简单,但其精致的多级结构和界面特点赋予其超出自身组分几个数量级的优异力学性能。这种在温和条件下由简单材料组分生长实现的多级构造和性能放大,使贝壳的珍珠层受到研究人员的高度关注。矿物粘土和石墨烯等超薄纳米片作为接近理想和无缺
新疆理化所纤维增强高分子复合材料研究取得系列进展
从中科院网站获悉相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,新型纤维增强高分子复合材料因其质轻、高强、综合性能优异,在航空航天、国防、建筑等领域有着广泛的应用。除此之外,纤维增强基高分子复合材料在汽车、船舶制造、医疗器械、运动器材等领域亦有广阔的应用前景。材料的界面吸附是纤维增强复合材料技术
高光辉团队:在乳液粒子增韧水凝胶方面取得进展
皮肤是人体最大的体表感官器官,具有保护、排泄、调节体温和感受外界刺激等作用。随着科学技术的进步,模仿人类皮肤感知功能(如温度,湿度,压力等)的仿生电子设备陆续出现,并已在人机界面,软体机器人,可穿戴传感器等领域实现应用。近年来,离子导电水凝胶,由于其柔软,可拉伸,在结构和机械特性方面类似于生物组
新型纳米纤维水凝胶用于促进伤口愈合
近日,华南理工大学教授王小英团队、暨南大学附属第一医院副教授张还添及教授查振刚团队通过利用自组装和化学交联结合的策略,开发出一种具有低硬度、高抗压强度、抗溶胀、可载药和生物降解的胶原纤维状可注射水凝胶。相关成果发表于Bioactive Materials。HML纳米复合水凝胶的制备及应用示意图。研究
学者研发出纳米纤维水凝胶用于促进伤口愈合
近日,华南理工大学教授王小英团队、暨南大学附属第一医院副教授张还添及教授查振刚团队通过利用自组装和化学交联结合的策略,开发出一种具有低硬度、高抗压强度、抗溶胀、可载药和生物降解的胶原纤维状可注射水凝胶。相关成果发表于Bioactive Materials。 HML纳米复合水凝胶的制备及应用示意
中国科大仿盾皮鱼鱼鳞制备人造盔甲研究取得重要进展
随着高技术领域对高性能防护材料需求的不断提高,现有防护材料(包括金属材料、陶瓷材料和纤维复合材料等)的局限性(如金属密度大、陶瓷脆性和纤维复合材料硬度低等)正逐渐显现。最近,加州大学伯克利分校Robert Ritchie教授研究组揭示了“巨骨舌鱼”(亚马逊流域一种淡水鱼)能够抵御“水虎鱼(食人鱼