通过剪流诱导的纳米片对齐而成层的纳米复合材料
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
概括
研究人员开发了一种新方法,使用对齐的二维纳米板来创建超强层的纳米复合材料. 这种技术显著提高了机械性能,为高性能材料提供了可扩展的方法.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 复合材料
背景情况:
- 像骨和贝这样的生物材料表现出异常强度,因为它们在有机基质中具有层次的纳米填充物微型结构.
- 现有的创建分层纳米复合材料的方法与可扩展性,通用性以及实现最佳机械性质进行斗争.
研究的目的:
- 开发一种通用,可行的,可扩展的生产超强层纳米复合材料的战略.
- 通过剪流诱导的二维纳米板材制造的纳米复合材料的机械性能.
主要方法:
- 在水凝/油接口上使用剪流诱导的二维纳米片 (氧化石墨烯,粘土) 的对齐.
- 制造具有高度有序结构的分层纳米复合材料.
主要成果:
- 石墨烯氧化物/粘土纳米复合材料的拉伸强度达到了1,215MPa,Young的模量为198.8GPa,超过了天然石墨烯.
- 粘土纳米板纳米复合材料的证明性为36.7MJ/m3,明显超过天然.
- 确定了形成关键界面的正确对齐的纳米片,负责增强机械性能.
结论:
- 剪流对齐策略为生产高性能层级纳米复合材料提供了可扩展和多功能方法.
- 这种方法有可能开发具有卓越机械特性的先进结构复合材料.
- 这些发现提供了对纳米复合材料结构性质关系的见解,
