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高效耐用新突破!浙大研制出12MPa强度下仍保持90%可恢复性的气凝胶材料

 化工材料一家人

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轻质多孔材料(LCMs)在多领域应用广泛,高刚性和弹性可恢复性是关键性能,但二者常相互排斥。传统提升力学性能的结构设计,如经典蜂窝材料和拱形层状结构,存在局限性,微/纳米晶格虽能制造高刚性LCMs,却损害机械可恢复性。

近日,浙江大学高超教授等合作报道一种拓扑单元层次结构,用于制造超硬(>10MPa模量)且超弹性(>90%可恢复应变)的石墨烯气凝胶,相关研究发表于《Advanced Materials》。

他们设计分层拓扑的纤维素石墨烯气凝胶(TCGAs),采用3D自约束气泡技术,将厚细胞壁转变为具有纳米壁的巨大波纹孔。

这不仅增强承载能力、减轻应力集中,还促进平面外方向大弹性屈曲变形,使TCGAs兼具高效率(12MPa)和出色可回收性(90%),在10000次疲劳循环后仍保持60%可恢复性 ,能量吸收能力比传统气凝胶高近一个数量级。该材料在高能子弹防护等领域潜力巨大,为开发高强度和超弹性结构气凝胶开辟新途径。 

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