Мидии и улучшение прочности волокон графена

Coatings Today
09.11.2018 313

Корейские исследователи наглядно показали, что волокна графена могут быть усилены полимером, подобному мидиям. Исследовательская группа, возглавляемая Сангом Оук Кимом в Корейском институте передовых технологий (KAIST), использовала полидопамин (polydopamine) в качестве эффективного связующего инфильтрата для производства жидкокристаллических волокон на основе графена с впечатляющими механическими и электрическими свойствами.

Этот биотехнологический инженерный подход к дефектам (defect engineering) явно отличается от предыдущих попыток использования изоляционных связующих и предлагает большой потенциал для производства материалов для использования в гибких и износостойких устройствах, а также для недорогих конструкционных материалов. Этот двухшаговый инженерный подход направлен на внутреннее ограничение графеновых волокон, которое возникает из-за их сгибания и сморщивания во время процесса волокна-прядения.

Биотехнологическое волокно на основе графена имеет большие перспективы для широкого спектра применений, включая гибкую электронику, многофункциональные ткани и носимые датчики (системы беспроводной связи). В 2009 году исследовательская группа Кима обнаружила жидкие кристаллы графеноксида в водных средах при разработке эффективного процесса очистки для удаления ионных примесей. Учёные ожидают, что волокна из графена продемонстрируют превосходную тепловую и электрическую проводимость, а также выдающиеся механические характеристики.

Однако из-за присущего образованию дефектов и пустот, вызванных сгибанием и сморщиванием слоя графенового оксида в графеновых волокнах, их механическая прочность и электро- / теплопроводность все еще намного ниже желаемых идеальных значений. Таким образом, поиск эффективного метода для производства плотно упакованных графеновых волокон с прочным взаимодействием между слоями до сих пор остаётся важной задачей.

Исследовательская группа Кима сосредоточилась на адгезионных свойствах полидопамина, полимера, вдохновленного природным клеем, используемым мидиями, для решения проблемы. Этот функциональный полимер, который изучается в различных областях, может увеличить адгезию между слоями графена и предотвратить структурные дефекты.

Используя полидопамин в качестве связующего, команде исследователей удалось изготовить высокопрочные графеновые жидкокристаллические волокна с контролируемыми структурными дефектами. Они также смогли изготовить волокна с улучшенной электропроводностью путем карбонизации полидопамина.

Опираясь на теорию о том, что высокотемпературный отжиг полидопамина придает ему аналогичную графену структуру, команда оптимизировала условия полимеризации дофамина и продемонстрировала, что полидопамин может решить неотъемлемые проблемы контроля дефектов графеновых волокон. Исследователи также подтвердили, что по сравнению с обычными полимерами полидопамин обладает улучшенной электропроводностью из-за влияния азота в молекулах допамина.

«Несмотря на свой технологический потенциал, углеродное волокно, использующее жидкие кристаллы графена, все еще имеет ограничения с точки зрения его структуры», – говорит Ким. «Эта технология будет применена для изготовления композитных волокон и различных носимых устройств на тканевой основе».

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Axalta и Yamaha Factory Racing MotoGP продлевают сотрудничество в сезоне 2021 года
Axalta и Yamaha Factory Racing MotoGP продлевают сотрудничество в сезоне 2021 года
19 апреля 2021 г.  – Компания Axalta (NYSE: AXTA), ведущий мировой производитель жидких и порошковых…
Coatings Today
21.04.2021
143
Камера дробеструйной очистки индивидуального изготовления повышает качество ремонта
Камера дробеструйной очистки индивидуального изготовления повышает качество ремонта
Большинство продуктов и оборудования, от мобильных телефонов до кузовов транспортных средств, проходят испытания на виброустойчивость…
Coatings Today
14.03.2018
235
Плазменная технология может стать заменой одного из редчайших материалов в мире
Плазменная технология может стать заменой одного из редчайших материалов в мире
Новая технология плазменного нанесения покрытий может вытеснить с рынка редкоземельный металл индий, который используется в…
Coatings Today
28.09.2021
101
Покрытия для противопожарной защиты грандиозного стадиона «Тоттенхэм Хотспур»
Покрытия для противопожарной защиты грандиозного стадиона «Тоттенхэм Хотспур»
Покрытия от компании Sherwin-Williams были выбраны для противопожарной защиты стальных конструкций нового стадиона "Тоттенхэм Хотспур",…
Coatings Today
12.02.2020
309
Пленка ClearPak 5000 защищает от коррозии
Пленка ClearPak 5000 защищает от коррозии
Пленка ClearPak 5000 от компании Daubert Cromwell представляет собой полиэтилен на основе биосырья, соответствующий требованиям…
Coatings Today
31.03.2021
378
Древесину и сушёных экзотических морских существ объединяют в новый материал
Древесину и сушёных экзотических морских существ объединяют в новый материал
Кто бы мог подумать объединить древесную массу и иссушенные экзотические морские существа? Исследователи из Национального…
Coatings Today
22.05.2018
276
Графеновые композиты улучшают автомобильные детали
Графеновые композиты улучшают автомобильные детали
Компания Applied Graphene Materials (AGM), занимающаяся производством графеновых материалов, работает с производителем пластиковых композитов для…
Coatings Today
26.03.2018
282
AkzoNobel и Evonik начинают совместное производство
AkzoNobel и Evonik начинают совместное производство
AkzoNobel Specialty Chemicals и Evonik Industries успешно запустили производство на своем новом совместном предприятии по…
Coatings Today
20.02.2018
268
Календарь Axalta на 2021 год – дань уважения богатой гоночной истории
Календарь Axalta на 2021 год – дань уважения богатой гоночной истории
Компания Axalta, ведущий мировой производитель жидких и порошковых покрытий, заставила биться чаще сердца всех фанатов…
Coatings Today
01.02.2021
190