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清華大學制備出高柔性、可拉伸的納米線超晶格纖維
悉尼fc对上海申花  2019-08-14

    【集萃網觀察】

超細納米線在光學、電學和磁學領域的應用前景引起了廣泛關注。但常規的無機納米線纖維通常不可拉伸且幾乎沒有彈性,限制了它的實際應用。超細無機納米線在尺寸結構上與高分子鏈類似,因此濕紡和靜電紡絲已被應用于制造納米線纖維。迄今為止,通過濕紡已經獲得了Bi2S3/金/羥基磷灰石納米線纖維,并且通過靜電紡絲法也已經獲得了GdOOH 納米線纖維?;竦玫哪擅紫呦宋哂辛己玫墓庋Щ蚧敵閱?,但由于缺乏適當的層次結構,到目前為止獲得的納米纖維的可拉伸性和斷裂伸長率都很低。

 

 

 

清華大學王訓團隊受到櫻桃樹皮中螺旋狀纖維素的啟發,將這種特性應用于柔性納米線的制造中。將長度為數百納米,直徑小于1納米的GdOOH納米線紡絲原液通過濕紡來制造納米線纖維。在注射應力、剪切力和溶劑交換的影響下,通過控制紡絲原液和凝固浴,流動速率等可以得到有序的彈簧狀納米線結構,從而獲得高度可拉伸的柔性納米線纖維。該納米線纖維斷裂伸長率通??梢源锏?0%~50%,最高伸長率可達86%,并且該納米線纖維在纏繞、彎曲和扭曲的情況下都不會產生任何裂縫。通過拉伸試驗中的結構轉變和同步加速器小角X射線散射(SAXS)研究得出,纖維中整齊的彈簧狀納米線組裝超晶格是產生該特性的主要原因,并且通過添加無機納米顆粒,能夠使該納米線纖維進一步增強增韌。

 

 

GdOOH 納米線纖維的制造工藝和形態特征

 

 

納米線纖維的機械特性

 

納米線纖維拉伸和斷裂下的表征

 

相關論文以“Highly Flexible and Stretchable Nanowire Superlattice Fibers Achieved by Spring-Like Structure of Sub-1 nm Nanowires”為題,發表在《Advanced Functional Materials》上。

來源:高分子科學前沿

  
  
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