中国科学家研制出一种新型航天器防护材料
中安在线、中安新闻客户端讯记者11月29日从中国科大获悉,近期,受天然珍珠母“砖-泥”层状结构的启发,中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种新型航天器外层防护材料——聚酰 -纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计,其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升,有望取代现有的聚酰 基复合膜材料。该成果日前发表于《先进材料》。
聚酰 薄膜因其优异的力学性能、 的热稳定性和突出的耐化学性,而成为太空探测器“防护服”的 材料。然而,与其他碳氢聚合物一样,该材料在太空环境中也极易受到原子氧攻击,导致物理和力学性能急剧下降,目前还没有很好的解决手段。此外,宇宙射线辐射和空间碎片撞击等极端环境也对其稳定性提出严峻的考验。
俞书宏院士团队受天然珍珠母的“砖-泥”层状结构启发,利用前期开发的具有优异力学性能和紫外屏蔽功能且可大规模制备的纳米云母片作为构 元,与聚酰 前驱体共组装得到聚酰 -纳米云母复合膜,利用云母的优越本征特性来弥补聚酰 的不足。区别于以往仿珍珠层纳米复合膜的单层结构设计,研究人员通过改变组分配比,借助喷涂与热固化联用法构筑了具有双层类珍珠层结构的聚酰 -纳米云母复合膜,使其顶层具有更致密的纳米云母片。这种设计策略不仅实现了材料力学性能的有效提升,而且使其上表面对原子氧、紫外辐射和空间碎片等具有更高的抵抗性能。
研究表明,这种新型仿生复合膜的拉伸强度、杨氏模量和表面硬度分别为兆帕、2.2吉帕和0.37吉帕,比纯聚酰 膜分别高出45%、%和68%。由于独特的双层类珍珠母结构以及云母纳米片的固有性能优势,双层聚酰 -纳米云母复合膜表现出更优越的原子氧耐受性,明显优于纯聚酰 薄膜、单层类珍珠母结构的聚酰 -云母复合膜和以往报道的聚酰 基复合材料。此外,其抗紫外线老化性和高温稳定性也得到明显提升。
业内人士认为,这项研究提出的独特双层仿珍珠母结构设计策略,为设计构筑其他高性能纳米复合材料提供了新思路。(通讯员桂运安记者汪乔)来源:中安在线 作者:桂运安汪乔 宿州高新区数字小镇宿州市高新区数字小镇被列入安徽省级特色小镇。高新区数字小镇位于园区西北角,东至龙城路-光华路-拂晓大道、南至小*沟、西至西外环路、北至泗许高速公路,主要建设有云计算数据中心、云计算体验中心、智慧云计算产业园、阿里新制造产业园、阿尔法数字科技园、KV变电站、5G试验区、数字小镇等重点项目。 数字小镇重点聚焦基础型、应用型、创新型三大数字产业发展方向,以云计算产业为核心,数字文化创意、数字智能制造、数字电子商务三大产业互为支撑,通过完善数字服务和配套服务业,打造完整的数字经济产业体系。 预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇 |
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