科学家将石墨烯泡沫,环氧树脂与坚硬的导电复合材料结合起来

  • A+

研究人员已经创建了一种环氧石墨烯泡沫化合物,该化合物坚韧而导电,而又不增加重量。图片来源:Rouzbeh Shahsavari Group

莱斯大学的科学家为电子应用开发了一种更好的环氧树脂

化学家James Tour的赖斯实验室发明的环氧与“超硬” 石墨烯 泡沫相结合,比纯环氧坚韧得多,并且比其他环氧复合材料导电得多,同时保持了材料的低密度。它可以改善目前使用的环氧树脂,并通过添加导电填料来削弱材料的结构。

这种新材料在美国化学学会期刊ACS Nano中有详细介绍。

环氧树脂本身就是绝缘体,通常用于涂料,粘合剂,电子产品,工业工具和结构复合材料中。通常在需要导电性的应用中添加金属或碳填料,例如电磁屏蔽。

但是需要权衡:更多的填料以重量和抗压强度为代价带来更好的导电性,并且复合材料变得更难加工。

Rice解决方案用由纳米级石墨烯片(碳的原子厚形式)制成的三维泡沫代替了金属或碳粉。

Tour实验室与莱斯材料科学家Pulickel Ajayan,Rouzbeh Shahsavari和北京航空航天大学的Jun Lou和Yan Yan合作,从他们的项目中汲取了灵感,将环氧树脂注入了3D支架中,包括石墨烯气凝胶,各种工艺的泡沫和骨架。

赖斯(Rice)创作的艺术家对石墨烯泡沫脚手架的演绎,可以注入环氧树脂以形成强,轻且导电的化合物。

新方案使用聚丙烯腈(PAN)(一种粉末状聚合物树脂,用作碳源,与镍粉混合)制造了强度更高的支架。在四步过程中,他们对材料进行冷压以使其致密,然后在熔炉中加热以将PAN转变为石墨烯,对所得材料进行化学处理以去除镍,并使用真空将环氧树脂拉入现今。 -多孔材料。

“石墨烯泡沫是单层的几层石墨烯,” Tour说。“因此,实际上,整个泡沫是一个大分子。当环氧树脂渗透到泡沫中然后硬化时,由于嵌入的石墨烯支架,环氧树脂在任何地方的任何弯曲都会在许多其他位置对整料施加压力。这最终会变硬整个结构。”


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: