ナノシートのシーアフロー誘発による並べ替えによる層状ナノ複合材料
Chuangqi Zhao1, Pengchao Zhang2, Jiajia Zhou1,3
1Key Laboratory of Bioinspired Smart Interfacial Science and Technology of Ministry of Education, School of Chemistry, Beihang University, Beijing, China.
Nature
|April 10, 2020
まとめ
研究者は2次元ナノシートを並べて超強層のナノ複合体を作る新しい方法を開発しました. この技術は機械的性質を大幅に改善し,高性能材料のスケーラブルなアプローチを提供します.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 複合材料
背景:
- 骨や貝殻のような生物学的材料は オーガニックマトリックス内のナノフィラーの層状の微細構造により 特殊な強度を示します
- 層状のナノ複合材料を作るための既存の方法は,スケーラビリティ,普遍性,最適な機械的性質を達成するために苦労しています.
研究 の 目的:
- 超強層ナノ複合材料を生産するための普遍的で実行可能でスケーラブルな戦略を開発する.
- 二次元のナノシートのシーアフロー誘発アラインメントを用いて製造されたナノ複合材料の機械的性質を調査する.
主な方法:
- ヒドロゲル/オイルインターフェイスで2次元ナノシート (酸化グラフェン,粘土) のシーア・フロー誘発的アラインメントを使用します.
- 高度な構造を備えた 層のナノ複合材料を製造する
主要な成果:
- グラフェン酸化物/粘土ナノ複合材料では,最大1,215MPaとヤングのモジュール198.8GPaの引力強度を達成し,天然ナクレを上回る.
- 粘土ナノシートナノ複合材料の強度が36.7MJ/m3で,天然ナクレを大幅に上回っている.
- メカニカル性能を向上させる 重要なインターフェーズを形成する ナノシートを特定した.
結論:
- シーアフローアラインメント戦略は,高性能層ナノ複合材料を生産するためのスケーラブルで汎用的な方法を提供します.
- このアプローチは,優れた機械的特性を持つ高度な構造複合材料を開発する可能性を秘めています.
- 発見はナノ複合材料の構造と性質の関係に洞察を与えており,自然生体材料にインスパイアされています.
