爱游戏app

En

媒體關注

2021年12月03日
【安徽日報】受天然珍珠母“磚-泥”層狀結構啟發 中科大研制出新型航天器防護材料

本報(bao)訊(記(ji)者 陳婉(wan)婉(wan))記(ji)者近日從愛游戲app獲悉,該(gai)校俞書宏院士團(tuan)隊研(yan)制出一種(zhong)新型航天(tian)器外(wai)層防護材料——聚酰亞(ya)胺-納(na)米云母復合(he)膜。這種(zhong)新材料受天(tian)然珍珠母“磚-泥(ni)”層狀(zhuang)結(jie)構的啟(qi)發(fa),采(cai)用了獨(du)特的仿(fang)生設(she)計,其力學(xue)性(xing)能和空間極端環境耐(nai)受性(xing)均(jun)得到顯(xian)著提升,有望取代現有的聚酰亞(ya)胺基復合(he)膜材料。該(gai)成果日前發(fa)表于《先進材料》。

聚酰亞(ya)胺薄膜因其(qi)(qi)優異的力(li)學(xue)性能、絕佳(jia)的熱穩定性和(he)(he)突出的耐化(hua)學(xue)性,而(er)成為太(tai)(tai)空探測器“防護(hu)服”的絕佳(jia)材(cai)料(liao)。然而(er),與其(qi)(qi)他碳氫聚合物一樣,該材(cai)料(liao)在太(tai)(tai)空環境中極(ji)易受(shou)到原子(zi)氧攻擊,導致物理(li)和(he)(he)力(li)學(xue)性能急劇(ju)下降。此外(wai),宇宙(zhou)射線(xian)輻射和(he)(he)空間碎(sui)片撞擊等極(ji)端環境也對其(qi)(qi)穩定性提出嚴峻的考驗(yan)。

俞書(shu)宏院(yuan)士團隊受(shou)天然珍珠(zhu)母(mu)(mu)(mu)的(de)(de)“磚(zhuan)-泥”層(ceng)(ceng)狀結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)啟發,利用(yong)前期(qi)開發的(de)(de)具(ju)有(you)優(you)異力學(xue)性能(neng)和(he)(he)(he)紫外(wai)屏蔽(bi)功(gong)能(neng)且(qie)可大規模制(zhi)備的(de)(de)納米(mi)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)片(pian)作為(wei)構(gou)(gou)(gou)(gou)筑(zhu)基元,與聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)前驅體(ti)共組裝得到聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)-納米(mi)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo),利用(yong)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)的(de)(de)優(you)越本征特性來彌補聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)的(de)(de)不足。區別(bie)于以往仿珍珠(zhu)層(ceng)(ceng)納米(mi)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo)的(de)(de)單(dan)層(ceng)(ceng)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)設計,研(yan)究人員通(tong)過改變組分配比,借助噴涂與熱固化聯(lian)用(yong)法構(gou)(gou)(gou)(gou)筑(zhu)了具(ju)有(you)雙(shuang)層(ceng)(ceng)類珍珠(zhu)層(ceng)(ceng)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)-納米(mi)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo),使(shi)其頂層(ceng)(ceng)具(ju)有(you)更(geng)(geng)致密的(de)(de)納米(mi)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)片(pian)。這種設計策略不僅實現了材料力學(xue)性能(neng)的(de)(de)有(you)效提升(sheng)(sheng),而且(qie)使(shi)其上(shang)表面對原子氧、紫外(wai)輻射和(he)(he)(he)空間碎片(pian)等具(ju)有(you)更(geng)(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)抵抗(kang)性能(neng)。研(yan)究表明,這種新型仿生(sheng)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo)的(de)(de)拉伸強度、楊氏模量和(he)(he)(he)表面硬度分別(bie)為(wei)125兆帕(pa)、2.2吉帕(pa)和(he)(he)(he)0.37吉帕(pa),比純(chun)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)膜(mo)分別(bie)高(gao)(gao)出45%、100%和(he)(he)(he)68%。由于獨特的(de)(de)雙(shuang)層(ceng)(ceng)類珍珠(zhu)母(mu)(mu)(mu)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)以及(ji)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)納米(mi)片(pian)的(de)(de)固有(you)性能(neng)優(you)勢,雙(shuang)層(ceng)(ceng)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)-納米(mi)云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo)表現出更(geng)(geng)優(you)越的(de)(de)原子氧耐受(shou)性,明顯優(you)于純(chun)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)薄(bo)膜(mo)、單(dan)層(ceng)(ceng)類珍珠(zhu)母(mu)(mu)(mu)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)-云(yun)(yun)母(mu)(mu)(mu)復(fu)(fu)合(he)(he)膜(mo)和(he)(he)(he)以往報道的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)亞胺(an)(an)基復(fu)(fu)合(he)(he)材料。此外(wai),其抗(kang)紫外(wai)線老化性和(he)(he)(he)高(gao)(gao)溫穩定性也得到明顯提升(sheng)(sheng)。

業內人士認為(wei),這項研究提(ti)出的獨特雙層仿珍珠(zhu)母結(jie)構設(she)計策(ce)略,為(wei)設(she)計構筑(zhu)其他高(gao)性能納米(mi)復(fu)合材料提(ti)供了(le)新思路(lu)。


《安徽日報》(2021年12月03日


相關新聞
12月3日,省委書記鄭柵潔在愛游戲app向師生代表宣講黨的十九屆六中全會精神。 本報記者 范柏文 ...