湖南大学教授“翻新”“造纸术”

  《中国教育报》-中国教育新闻网(记者杨锡业通讯员李彦荣)纸可以掩盖火势,抵抗电击!湖南大学材料科学与工程学院教授王建峰最近开发了一种高端的基于云母的纳米纸材料,该材料可以使薄纸…

  《中国教育报》-中国教育新闻网(记者杨锡业通讯员李彦荣)纸可以掩盖火势,抵抗电击!湖南大学材料科学与工程学院教授王建峰最近开发了一种高端的基于云母的纳米纸材料,该材料可以使薄纸抵抗超强电击,耐高温,并且可以广泛用于高压绝缘领域。高端绝缘材料严重依赖国外进口。

  绝缘材料广泛用于生产和生活中。无论是风扇,电视,飞机还是高铁,都需要电气绝缘组件。然而,随着诸如电动机和变压器之类的电气设备向大功率和小尺寸的飞速发展,对云母纸和芳纶纸之类的性能的要求越来越高,诸如常见的电绝缘部件,诸如耐高压击穿性和耐热性,已经越来越高。建议。要求。当前,国内高端云母基绝缘材料严重依赖国外进口,王建峰教授开发的高端纳米纸可能会打破这种局面。

  这种“纸上作品”的灵感来自自然界的贝壳。 “看看鲍鱼壳,它非常坚硬,当掉在地上时也不会轻易破裂。这是什么原因?”王建峰教授解释。该壳包含大量碳酸钙薄片和少量有机物,例如天然聚合物纳米纤维。它具有高拉伸强度和高韧性,主要是由于其多层复合结构,如房屋的砖墙和泥墙。贝壳中的碳酸钙就像是用于建筑墙体的墙砖,聚合物纳米纤维就像水泥。铺完一层砖之后,一层又一层地铺一层水泥,形成分层的复合结构,这样壳就可以弹性变形。屈服并产生塑性变形,从而实现高拉伸强度和高韧性。

  受此启发,王建峰教授以芳纶超细纤维和云母为原料,将原本头发大小的芳纶超细纤维和云母剥离并分散为纳米纤维和纳米片,然后通过溶胶-凝胶-膜转化技术将其复合。云母基纳米纸可大面积制备,可实现超应变和超高韧性,并能抵抗超电压而不被击穿,并能承受高温。其断裂应变能力是目前文献中报道的所有壳状薄膜材料的4-240倍,其韧性是当前文献中所报道的所有壳状薄膜材料的6-220倍。高电击穿强度为164 KV /毫米。分解温度达到565℃,性能大大超过了各种国外云母基绝缘材料。与美国杜邦生产的最受欢迎的云母/芳纶微米纸相比,在相同的耐热性下其强度是前者的5倍,断裂应变是前者的45倍,电击穿强度是前者的5.5倍。

  为了使这种基于云母的纳米纸材料的工业化生产成为可能,王建峰教授还亲自设计和加工了一套可以连续制备云母基纳米带的设备。该装置主要由注射系统,模具,水箱和输送带组成,因此溶胶-凝胶-膜转化技术可广泛用于工业生产。

  目前,王建峰教授已为该“造纸技术”申请了发明专利。相关研究结果发表在国际纳米材料领域的权威期刊“ ACS Nano”上。

作者: 网站编辑

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