QQ交談
您所在位置：請輸入產(chǎn)品關(guān)鍵字：
郵編：200065
聯(lián)系人：小崔
電話：021-56528785
傳真：86-021-51561376
手機：18918131652
留言：發(fā)送留言
個性化：www.shzkyl8.com
手機站：m.shzkyl8.com
網(wǎng)址：www.shzkyl8.com
商鋪：http://sorrent.com.cn/st204276/
中國浙江大學(xué)制造出世界Z輕材料
點擊次數(shù)：2154 發(fā)布時間：2013-3-22
中國浙江大學(xué)制造出世界zui輕材料
新華網(wǎng) 2013-03-21 10:39
約8立方厘米的“碳海綿”立在桃花花蕊上
3月19日，實驗室的一位研究人員利用玻璃棒摩擦靜電吸附起一塊“全碳氣凝膠”的固態(tài)材料
浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠——它刷新了目前世界上zui輕材料的紀錄,，彈性和吸油能力令人驚喜,。這種被稱為“全碳氣凝膠”的固態(tài)材料密度為每立方厘米0.16毫克，僅是空氣密度的1/6【騰訊科學(xué)注：如根據(jù)空氣在一個標準大氣壓,、25℃室溫條件下密度是每立方厘米1.18毫克計算,，這里應(yīng)該為空氣密度的1/7較合適；如根據(jù)空氣在0℃條件下密度是每立方厘米1.29毫克計算,，這里應(yīng)該為空氣密度的1/8較合適】,。日前，這一進展被《自然》雜志在“研究要聞”欄目中重點配圖評論,。
據(jù)介紹,，氣凝膠是入選吉尼斯世界紀錄的zui輕的一類物質(zhì)，因其內(nèi)部有很多孔隙,，充斥著空氣,，故而得名。1931年,，美國科學(xué)家用二氧化硅制得了zui早的氣凝膠,，外號 “凝固的煙”。2011年,，美國HRL實驗室,、加州大學(xué)歐文分校和加州理工學(xué)院合作制備了一種鎳構(gòu)成的氣凝膠，密度為0.9毫克/立方厘米，創(chuàng)下了當時zui輕材料的紀錄,。把這種材料放在蒲公英花朵上,，柔軟的絨毛幾乎沒有變形——這張照片入選了《自然》雜志年度圖片，也給高超留下了深刻印象：能不能制備出一種材料,，挑戰(zhàn)這個極限,？
我國的石墨儲備非常豐富，占*的2/3,?？茖W(xué)家一直在探索石墨利用的方法。“把石墨變成石墨烯（一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)）,，其價值可以上升數(shù)千倍,。”高超的課題組經(jīng)過五六年的探索，制備出了一維的石墨烯纖維和二維的石墨烯薄膜,。這次,，他們打算把石墨烯做成三維多孔材料來沖擊這一紀錄。
制作簡便
形狀,、尺寸可任意調(diào)節(jié),，大規(guī)模制造成可能
在實驗室，記者看到了一個個大小不等的“碳海綿”：它們大的如網(wǎng)球,，小的如酒瓶塞,。在電子顯微鏡下，碳納米管和石墨烯共同支撐起無數(shù)個孔隙,。
“就像體育場館等大型空間結(jié)構(gòu),，用鋼筋做支架，用高強度的薄膜等做墻壁,，材料整體既輕且強,。”課題組博士生孫海燕說，“在這里,，碳納米管就是支架,，石墨烯就是墻壁。”
在已報道的成果中,，高超課題組制備的“碳海綿”仍是zui輕紀錄保持者——可達到0.16毫克/立方厘米,，低于氦氣的密度。相關(guān)論文2月18日在線發(fā)表在《先進材料》上,。但課題組對申報吉尼斯世界紀錄興趣不大，“‘輕’并不是它zui大的新意所在”,。高超解釋：它的價值在于其簡便的制備方法,，以及材料所展現(xiàn)出來的*性能。
科學(xué)家介紹說，氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑,，讓其保留完整的骨架,。在以往制備氣凝膠的案例中，科學(xué)家主要采用溶膠—凝膠法和模板導(dǎo)向法,。前者可以批量合成,，但是可控性差；后者能產(chǎn)生有序的結(jié)構(gòu),，但依賴于模板的精細結(jié)構(gòu)和尺寸,，難以大量制備。高超課題組另辟蹊徑,，探索出無模板冷凍干燥法：將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干,，便獲得了“碳海綿”，并且可以任意調(diào)節(jié)形狀,，令生產(chǎn)過程更加便捷,，也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應(yīng)用成為可能。
“不需要模板,，只與容器有關(guān),。容器多大，就可以制備多大,，可以做到上千立方厘米,，甚至更大。”高超說,。
性能*
高彈性,、強吸附，應(yīng)用前景廣闊
《自然》雜志點評的標題是：《固體碳：彈性而輕盈》,，認為這一新生事物的性能令人驚喜,。
據(jù)介紹，“碳海綿”具備高彈性,，被壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀,。它對有機溶劑具有超快、超高的吸附力,，是迄今已報道的吸油力zui高的材料?，F(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體，而“碳海綿”的吸收量是250倍左右,，zui高可達900倍,，而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有機物的速度極快：每克這樣的“碳海綿”每秒可以吸收68.8克有機物,。這讓人想到用它來處理海上的漏油,，“可以把它們?nèi)鲈诤Ｃ嫔?，就能把漏油迅速地吸收進來，因為有彈性,，吸的油能夠被壓出來回收利用,，‘碳海綿’也可以重新使用。”科研人員表示,。
目前,，實驗室正在對這一材料的吸附性能進行進一步的應(yīng)用性研究?？蒲腥藛T說,，“碳海綿”還可能成為理想的相變儲能保溫材料、催化載體,、吸音材料以及復(fù)合材料,。不過，這一新生材料就如呱呱墜地的嬰兒,，科學(xué)家還很難準確預(yù)計其應(yīng)用領(lǐng)域與前景,，還得依靠社會以及產(chǎn)業(yè)界的想象力，讓這個新材料走出實驗室,，實現(xiàn)應(yīng)用價值,。