【我国学者研制出一种综合性能强劲的“超级材料”】
密度仅为钢的六分之一 ， 轻盈但强度、韧性超过传统陶瓷与合金 ， 可承受从零下120摄氏度到零上150摄氏度的极端温度 ， 且“吸能”耐撞 ， 这是中国科学技术大学俞书宏院士团队研制的一种综合性能强劲的“超级材料” ， 在汽车、航空航天等领域具有应用前景 ， 并有望替代工程塑料减少污染 。
纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然生物质材料 ， 在树木、水稻、小麦、棉花中都大量存在 。 少有人知的是 ， 纤维素在微观层面性能强大 ， 直径小于头发丝万分之一的纳米纤维素 ， 强度超过钢铁 。 但是 ， 纤维素组成的宏观材料却变得“柔弱” 。 因此 ， 在宏观层面再现纤维素的强大性能 ， 成为国际材料科研的重大挑战 。
近期 ， 俞书宏团队运用创新工艺 ， 在国际上首次将纳米纤维素加工成一种新材料 。 经检验 ， 其密度仅为钢的六分之一、航空铝合金的一半 ， 轻盈得多 ， 却“更强更韧” 。
据介绍 ， 这种新材料的尺度稳定性极高 ， 热膨胀系数接近陶瓷 。 在零下120摄氏度到零上150摄氏度范围内 ， 当温度改变100摄氏度 ， 其尺寸变化不到万分之五 。 它还很“耐撞” ， 受到时速100公里的撞击 ， 能瞬时将巨大的能量吸收耗散 。 受穿刺冲击时只有局部损伤 ， 没有形变和裂纹 ， 明显优于陶瓷、塑料和铝合金 。
研究人员发现 ， 新材料的超强性能来自独特的复合结构 ， 在纳米尺度下是一种三维网络结构 ， 在更大的微米级层面则是一种“层叠”结构 。
日前 ， 国际权威学术期刊《科学进展》发表了该成果 。
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