Ոգեշնչված սարդի բնական մետաքսի ցանցերի ճկունությունից և կոշտությունից՝ Չինաստանի Գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի (USTC) պրոֆեսոր Յու Շուհոնգի գլխավորած հետազոտական թիմը մշակել է պարզ և ընդհանուր մեթոդ՝ նանաթելերով գերառաձգական և հոգնածության դիմացկուն ածխածնային աերոգելներ ստեղծելու համար: ցանցի կառուցվածքը՝ օգտագործելով ռեզորցինոլ-ֆորմալդեհիդային խեժը որպես կոշտ ածխածնի աղբյուր։
Վերջին տասնամյակների ընթացքում ածխածնային աերոգելները լայնորեն ուսումնասիրվել են՝ օգտագործելով գրաֆիկական ածխածիններ և փափուկ ածխածիններ, որոնք առավելություններ են ցույց տալիս գերառաձգականության մեջ: Այս առաձգական աերոգելները սովորաբար ունեն նուրբ միկրոկառուցվածքներ՝ լավ հոգնածության դիմադրությամբ, բայց չափազանց ցածր ուժով: Կոշտ ածխածինները մեծ առավելություններ ունեն մեխանիկական ամրության և կառուցվածքային կայունության մեջ՝ շնորհիվ sp3 C-ի ազդեցությամբ տուրբոստրատիկ «քարտերի տուն» կառուցվածքի: Այնուամենայնիվ, կոշտությունն ու փխրունությունը ակնհայտորեն խոչընդոտում են կոշտ ածխածնի միջոցով գերառաձգականության հասնելու ճանապարհին: Մինչ այժմ, դեռևս մարտահրավեր է սուպերառաձգական կոշտ ածխածնի վրա հիմնված աերոգելների արտադրությունը:
Խեժի մոնոմերների պոլիմերացումը սկսվել է նանոմանրաթելերի առկայության դեպքում՝ որպես կառուցվածքային ձևանմուշներ՝ նանաթելքավոր ցանցերով հիդրոգել պատրաստելու համար, որին հաջորդել են չորացումն ու պիրոլիզը՝ կոշտ ածխածնային աերոգել ստանալու համար: Պոլիմերացման ընթացքում մոնոմերները նստում են կաղապարների վրա և եռակցում մանրաթելային հոդերը՝ թողնելով ցանցի պատահական կառուցվածք՝ զանգվածային ամուր հոդերով: Ավելին, ֆիզիկական հատկությունները (ինչպիսիք են նանոմանրաթելերի տրամագիծը, աերոգելների խտությունը և մեխանիկական հատկությունները) կարող են վերահսկվել պարզապես ձևանմուշների և հումքի քանակի կարգավորմամբ:
Կոշտ ածխածնային նանոմանրաթելերի և նանոմանրաթելերի միջև առատ եռակցված հոդերի շնորհիվ կոշտ ածխածնային աերոգելները ցուցադրում են ամուր և կայուն մեխանիկական հատկություններ, ներառյալ գերառաձգականությունը, բարձր ամրությունը, վերականգնման չափազանց արագ արագությունը (860 մմ s-1) և էներգիայի կորստի ցածր գործակիցը ( <0.16): 104 ցիկլերի ընթացքում 50% լարման տակ փորձարկվելուց հետո ածխածնային օդագելը ցույց է տալիս ընդամենը 2% պլաստիկ դեֆորմացիա և պահպանում է սկզբնական լարվածությունը 93%:
Կոշտ ածխածնային օդագելը կարող է պահպանել գերառաձգականությունը ծանր պայմաններում, օրինակ՝ հեղուկ ազոտում: Հետաքրքրաշարժ մեխանիկական հատկությունների հիման վրա այս կոշտ ածխածնային օդագելը խոստումնալից է սթրեսային սենսորների կիրառման մեջ՝ բարձր կայունությամբ և դետեկտիվ լայն տիրույթով (50 ԿՊա), ինչպես նաև ձգվող կամ ճկվող հաղորդիչներով: Այս մոտեցումը խոստանում է ընդլայնել այլ ոչ ածխածնի վրա հիմնված կոմպոզիտային նանո մանրաթելեր և ապահովում է կոշտ նյութերը առաձգական կամ ճկուն նյութերի փոխակերպելու խոստումնալից եղանակ՝ նախագծելով նանաթելքավոր միկրոկառուցվածքներ:
Post time: Mar-13-2020
