超強固で硬い層のポリマーナノ複合材料
Paul Podsiadlo1, Amit K Kaushik, Ellen M Arruda
1Department of Chemical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-2136, USA.
Science (New York, N.Y.)
|October 6, 2007
まとめ
この研究は,粘土/ポリマーナノ複合物の新しいボトムアップアセンブリを実証し,優れた硬さと張力強度を達成しています. これらの高度な材料は,ナノスケールの特性をマクロスケールでも保持し,従来の複合材料よりも大幅に改善します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ポリマーサイエンスの科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 個別的に強いナノスケールの構成要素は,マクロスケールの複合材料ではしばしば理想的な性質を失います.
- オーダーされたナノスケールコンポーネントで均質で光学的に透明な材料を達成することは困難です.
研究 の 目的:
- ナノスケールビルディングブロックの例外的な強さを保持するマクロスケール粘土/ポリマーナノ複合材料の製造方法を開発する.
- ナノスケールのオーダーリングと散発材料の特性との関係を調査する.
主な方法:
- 粘土/ポリマーナノ複合材料を作成するために,ボトムアップアセンブリアプローチを使用しました.
- ポリマーマトリックス内のアルムシリケートナノシートの平面的方向性を達成しました.
- 結果となる材料の機械的特性 (硬さ,張力) と光学的透明性を特徴付けました.
主要な成果:
- オーダーされたアルムシリケートナノシートで,均質で光学的に透明な粘土/ポリマーナノ複合体を作製しました.
- 多層複合材料は,同類のナノ複合材料よりも1度程度の硬さと張力強さを示した.
- 同様の特性を持つセラミックやポリマーと比較して,著しく低い加工温度でこれらの優れた特性を達成しました.
結論:
- ボトムアップ組立は,ナノスケールの材料の特性をマクロスケールの複合材料に保持することを可能にします.
- ナノスケールのビルディングブロックの高順序は,強力な分子間結合とポリマー鎖の硬化と組み合わせて,効果的な負荷移転を促進します.
- このアプローチは,より低い加工温度で高性能ナノ複合材料を開発するための有望な経路を提供します.
