瞧一瞧:莱斯大学创建计算模型 使纳米管纤维更坚固
盖世汽车讯碳纳米管纤维远不如其中的纳米管坚固,赖斯大学的研究人员正在尽力缩小2者之间的差距。据外媒报导,莱斯大学布朗工程学院(Rice‘sBrownSchoolofEngineering)的材料理论家BorisYakobson及其团队创建了1个计算模型,在纳米管长度和束中纳米管之间的磨擦力之间建立通用比例关系,这些参数可以用来微调纤维的强度特性。
(图片来源:kenkennedy.rice)
科学家和工程师们可以将该模型作为开发导电纤拆迁评估复议向谁申请
维的工具,并将这些纤维利用于航空航天、汽车、医疗和纺织领域。
单个碳纳米管可以看作是石墨烯片层卷曲而成,而石墨烯是已知最坚固的材料之1。但是,据研究人员介绍,将其集合在1起时,此种线状纤维的强度要弱很多,大约是单个纳米管强度的百分之1。研究人员Evgenipenev表示:“如果是1根单独的纳米管,那几近就是你能想象到的最强劲的东西,由于其中含有非常强的碳-碳键。但用纳米管制造的东西,比你想象的要弱很多。我们的问题是,为何?如何解决这类差距呢?”
通过模型可以看出,纳米管的长度及其之间的磨擦力,是衡量整体纤维强度的最好指标。可以斟酌的改良策略包括,1种方法是采取更长的纳米管;另外一种方法是增加管之间的交联量,通过化学方法或电子辐照来产生缺点,使碳原子可以结合在1起。
粗粒模型对纳米管之间的磨擦进行量化,特别是当纤维处于应变状态时,磨擦如何调理滑移,和纳米管之间的连接在断裂后的恢复程度。长度和磨擦力之间的平衡很重要:纳米管越长,需要的交联越少,反之亦然。penev表示:“纵向间隙只是你可以制造纳米管长度的函数。这些间隙本质上即为缺点,在你开始拉动管束时会致使界面滑动。”
鉴于这类固有弱点,penev和主要研究人员NitantGupta开始研究交联对强度的影响。penev表示:城管强拆需要赔偿吗
“我们依照碳2聚体或短烃链为这些连接建模,在拉动它们时,我们会看到产生了舒展和断裂。在很大程度上,界面的整体强度取决于交联的愈合能力。如果在纳米管滑移时,它们断裂并重新连接到下1个可用碳上,管之间就会产生有效磨擦,从而使纤维变得更坚固。这是最理想的情况。”
Gupta表示:“我们发现交联密度和长度起着类似的作用,我们使用这两个值的乘积来表征全部管束的强度。”
编织纳米管,或将它们像链条1样连接起来,也有可能增强纤维强度。penev表示,虽然超越当前模型的能力,但这些技术值得研究。
加固材料具有很大的技术价值。Yakobson表示,“我们的理论以更清晰的角度展现大量不同的数据,为以后的长时间研究奠定基础。”
(季丽亚HN003)
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