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神奇材料石墨烯气凝胶制作最轻降落伞_科学探秘&_奇趣网
神奇材料石墨烯气凝胶制作最轻降落伞
作者:奇趣网&&
内容摘要:  据媒体报道,石墨烯气凝胶是一种形如海绵的材料,由冻干碳和氧化石墨烯构成,是世界上最轻的固体材料。  石墨烯气凝胶是一种神奇材料,重量极轻,可以放在一朵花上。  研究人员称,使用石墨烯气凝胶制作的降落伞能够在将来成为民用飞机上的标准安全装置。  研究人员称,采用石墨烯气凝胶制成的降落伞重量不及一件T恤,这种降落伞能够...
  据媒体报道,石墨烯气凝胶是一种形如海绵的材料,由冻干碳和氧化石墨烯构成,是世界上最轻的固体材料。  石墨烯气凝胶是一种神奇材料,重量极轻,可以放在一朵花上。  研究人员称,使用石墨烯气凝胶制作的降落伞能够在将来成为民用飞机上的标准安全装置。  研究人员称,采用石墨烯气凝胶制成的降落伞重量不及一件T恤,这种降落伞能够给乘客带来安全感。石墨烯气凝胶是世界上最轻的固体材料  一旦发生事故,降落伞还能挽救他们的生命。石墨烯气凝胶在用于制作降落伞前还需提高强度和坚固度  如果飞机在半空解体,降落伞能够让一些乘客获得生存机会。  如果在飞行过程中佩戴降落伞,对飞行充满恐惧的人也能因此得到心里安慰。  石墨烯气凝胶在用于制作降落伞前还需提高强度和坚固度。
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奇趣网 版权所有  石墨烯气凝胶便宜的对手
来源:新材料在线
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图 (a) 显示三维聚吡咯的合成方法;图 (b) 为吡咯在酒精与水 1 : 1 的溶液 ( 左 ) 和吡咯水凝胶 ( 右 ) 的数码照片;图 (c-d) 显示干的三维聚吡咯受压后可以恢复其初始形状;图 (e-g) 显示三维聚吡咯的场发射扫描电镜图像;图 (h) 显
图(a)显示三维聚吡咯的合成方法;图(b)为吡咯在酒精与水1:1的溶液(左)和吡咯水凝胶(右)的数码照片;图(c-d)显示干的三维聚吡咯受压后可以恢复其初始形状;图(e-g)显示三维聚吡咯的场发射扫描电镜图像;
图(h)显示在2-18 GHz的频率范围内,7%质量分数的厚度为1.5到5.0毫米石蜡基体样品的反射损失。(图片来源:F. Wu)
电子装备和设备释放的电磁辐射,被认为妨碍它们的平稳操作。现阶段用来屏蔽传入电磁波的传统材料往往是金属板或者复合材料,这些材料依靠反射作为其保护机制。
但目前,一些材料如石墨烯气凝胶,因为可以吸收电磁波,越来越多地作为理想的替代材料。预计它们可以提升能量存储、传感器、纳米电子学催化和分离,但石墨烯气凝胶非常昂贵且难以大规模地制备,由于其它们生产过程中复杂的提纯和功能化的步骤。
在中国这样的一个研究小组着手设计一个更便宜的类似于石墨烯气凝胶属性的材料——在导电性方面,以及一个低质量、防腐和多孔的结构。在美国物理学会出版的《应用物理快报》杂志中,研究人员描述他们所创建的新材料及其性能。
有机化学的专家Aming Xie和Fan
Wu,都隶属于中国人民解放军理工大学,曾与在南京科技大学的同事,利用有机化学和导电聚合物制造三维(3-D)聚吡咯(PPy)气凝胶基电磁吸收器。
他们选择这种方法,因为它使他们能够“通过在吡咯单体的氧化聚合过程中形成气孔,调节导电聚合物的密度和介电特性,”Wu解释说。
合成过程很简单,“只需要四个常见的化学试剂:吡咯,氯化铁(FeCl3),乙醇和水,这使得它们足够便宜,适合大规模制造,”Wu说。“我们也能够把FeCl3溶液直接倒进吡咯溶液—并不是逐滴的—迫使吡咯聚合成一个三维气凝胶而不是聚吡咯粒子”。
简而言之,团队的三维聚吡咯气凝胶因其“如多孔结构和低密度等理想属性”而被设计,Wu指出。
除此之外,其电磁波吸收性能损失较低,显示了巨大的希望。“我们相信广泛的吸收范围比单频高吸收更有用,”Wu说。与之前的作品相比,团队的新气凝胶最低的交联和最宽的有效宽度——反射损失低于-10分贝。在应用方面,基于低交联和“宽”的有效宽度,研究人员希望看到他们的三维聚吡咯气凝胶用于飞机的表面涂层。
在腐蚀防护和控制领域,另一个潜在的应用是作为防腐涂层。”通用的防腐涂层含有大量的锌(质量分数在70到80%),同时这些粒子不仅通过腐蚀自身来保护铁结构,还为电化学过程保持着合适的电导率,”Wu指出。“如果我们的三维聚吡咯气凝胶可以在这种类型的涂料中建立导电网络,锌颗粒的损失会迅速减少。”
团队正在进一步推行三维聚吡咯/聚乙撑二氧噻吩基的电磁吸收器。“我们的目标是在三维聚吡咯气凝胶链形成的孔洞中,生长固态的聚合聚乙撑二氧噻吩,”Wu补充道。
新材料在线编译整理——翻译:Grubby&&& 校正:摩天轮
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石墨烯气凝胶可直接3D打印了
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文章来源:科技日报 房琳琳&&&&发布时间:&&【字号:&&&&&&】
  美国能源部所属劳伦斯利福摩尔国家实验室的研究人员,日前用3D打印技术将石墨烯气凝胶微晶格直接打印出来。这种新型石墨烯气凝胶将为能量存储、传感器、纳米电子,以及催化和分选流程带来巨大好处。相关成果发表在4月22日出版的《自然·通信》杂志上。&  3D打印的石墨烯气凝胶具有高比表面积、优良的电导率、质量轻、有机械刚性且抗超级压力等特性。此外,这种产品在大规模石墨烯材料传质过程(体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程,如蒸馏、萃取等工业流程等。)中显示出较大数量级的提升。  气凝胶是一种多孔的超轻合成材料,其中凝胶的液体成分通常被气体取代,因此也被称为“液体烟”。此前,在尝试制造大规模石墨烯气凝胶的过程中,会产生一种较大的随机孔隙结构,这种结构在分选、流体电池和压力传感器等特殊应用中,具有调整材料的运输等机械属性的能力。  “石墨烯气凝胶作为以可控和可扩展方式为特殊应用提供量身定做的结构,还面临一定的挑战,而我们现在解决了。”论文合著者、工程师马库斯·沃斯雷说,“3D打印允许我们智能化设计气凝胶的孔洞结构,允许我们对在其中运输的传质过程进行控制,对其本身钢化等物理性能进行优化。”  据物理学家组织网4月23日报道,在打印过程中,石墨烯氧化物(GO)油墨均匀且具有高粘度,加载到注射器筒后,通过挤压经过喷嘴最后形成3D结构。另一位论文作者、工程师朱成(音)表示:“适应3D打印技术的气凝胶,其力学性能和可压缩性能都是此前工艺无法企及的,这让复杂的气凝胶体系结构更有能力适应广阔的应用。”
(责任编辑:侯茜)哈工大利用3D打印技术制备出世界最轻材料
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3D打印出的超轻材料。 资料片
提到3D打印技术,大家并不陌生。日前,记者从哈尔滨工业大学得知,该校土木学院教授李惠课题组成员张强强等人以及美国部分大学研究者利用3D打印技术制备出世界上最轻的材料――超轻石墨烯气凝胶。该材料具有复杂微观结构,密度低至每立方米0.5千克,大致相当于常规环境中大米密度(约每立方米800千克)的1/ 1600,不到空气密度(约每立方米1.2千克)的1/2。
近年来,3D打印行业发展迅速,其中一个比较引人注目的领域就是石墨烯材料在3D打印中的应用。张强强等研究人员经反复试验,在国际上首次实现了具有悬空复杂拓扑纯三维石墨烯结构可剪裁设计。通俗地说,就是利用石墨烯氧化物与水的混合物作为“墨水”,通过滴落的方式,在-25℃的温度下将其3D打印到一个表面上。这样每打印出来的一层都会被冰冻住,然后在冰的支持下再打印下一层,从而构建由冰作为悬空空间“支架”的三维气凝胶结构。研究人员称,通过这一方法制备出的石墨烯材料,在多功能材料、柔性电子器件、储能单元、传感器件、生物化学催化载体、超级电容器等领域具有广阔的应用前景。(商艳凯 记者 衣春翔)
(责编:实习编辑&李金路、丁洋)
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人 民 网 版 权 所 有 ,未 经 书 面 授 权 禁 止 使 用
Copyright &
by .cn. all rights reserved华裔科学家研发出3D打印石墨烯气凝胶新方法
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评论: |来自: chemistryworld
摘要: 3D打印技术前沿又有新突破!日前,美国堪萨斯州立大学(K-State)的研究人员研发出一种新技术,可以制造出就有复杂微观结构的超轻石墨烯气凝胶。研究人员们希望这一新技术能够为此类材料开辟新的用途。这种3D打印的 ...
这种3D打印的石墨烯氧化物气凝胶轻到可以安稳地放在一团松散的棉花上》& &上一篇:下一篇:
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