中國學(xué)者通過模仿蜘蛛網(wǎng)開發(fā)了“超彈性”硬碳材料
新華社合肥6月1日電。電碳是地球上分布最廣的材料之一。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞樹鴻教授課題組受自然界蜘蛛網(wǎng)的啟發(fā)，研制出一種“超彈性”硬碳材料，其彈性速度為0.86米/秒，經(jīng)過10萬次“展平”后不變形，制造方法簡單高效。國際材料科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》最近發(fā)表了研究成果。
根據(jù)介紹，根據(jù)碳原子排列的不同，碳材料可以分為石墨碳、軟碳和硬碳。比如鉛筆芯的主要成分是石墨碳，而普通的煤是軟碳和硬碳的復(fù)合體。石墨碳和軟碳彈性高，易變形，但強(qiáng)度低；硬碳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但易碎。如何使硬質(zhì)碳既保持“硬度”，又變得更有彈性，是材料領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。
最近，受自然界蜘蛛網(wǎng)的啟發(fā)，俞樹鴻教授的研究小組采用模板法構(gòu)建了納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備了一種新型納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)碳材料，具有超彈性、抗疲勞、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
“像蜘蛛網(wǎng)一樣，這種材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是線與線之間交叉焊接的，類似于‘羊毛球’?！敝袊萍即髮W(xué)博士生秦冰介紹說，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)賦予了材料新的特性。實(shí)驗(yàn)表明，其反彈速度達(dá)到每秒0.86米；“壓扁”10萬次，外形和性能幾乎恢復(fù)；在-196攝氏度的低溫環(huán)境下，還能保持超彈性和電阻穩(wěn)定性。
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