当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › Nano Res.[单元]│刘明杰课题组:大面积连续制备基于芳纶纳米纤维的超强层状纳米复合膜

Nano Res.[单元]│刘明杰课题组:大面积连续制备基于芳纶纳米纤维的超强层状纳米复合膜

本篇文章版权为刘明杰课题组所有,未经授权禁止转载。

背景介绍


商用芳纶纤维通常被称为凯夫拉纤维,具有超高的拉伸强度(3.6 GPa)和高杨氏模量(约 90 GPa),具有极高的化学稳定性、优异的机械性能和耐热性能。然而,由于功能材料与 Kevlar 纤维的相容性较低,难以与之结合,阻碍了高强功能性 Kevlar 复合材料的开发。为此,人们通常将商用Kevlar在DMSO/KOH溶液中剥离,得到可均匀分散在DMSO中的ANF 纳米线,并通过将填料与ANF复合,制备出ANF基复合材料。总结现有的制备ANF基复合材料的方法,如抽滤法,旋涂法,溶剂蒸发法等,难以实现大面积连续制备。并且,在制备高含量纳米填料复合材料的过程中,反应液易发生团聚,不利于得到结构均一,高度取向的复合材料。为此,本文开发出一种超铺展策略,实现大面积连续制备ANF基纳米复合膜,展现出优异的力学和电学性能。


成果简介


本文开发出的超铺展策略可大面积连续制备ANF 基纳米复合膜。制备的纯 ANF 薄膜具有均匀的结构和各向同性的力学性能。此外,制备的ACP 薄膜的拉伸强度和韧性分别达到了 600.8 MPa和 48.5MJ/m3。在添加了MXene纳米片后,由于MXene在复合膜中的高度取向,大面积制备的 ACPM 薄膜的最大拉伸强度接近 870.8 MPa,韧性达到 43.2 ± 46 MJ/m3,展现出很高的能量耗散和抗断裂能力,并且制备的ACPM 薄膜还具有高导电性(约 1100 S/m),在多种场景具有极高的应用潜力。


图文导读


image.png

图1 ANF分散液制备流程;ANF/DMSO分散液在PAAm水凝胶上铺展以及大面积制备ANF复合膜展示


image.png

图2 ANF基复合膜力学性能测试和截面SEM表征


image.png

图3 ANF/CNT-COOH/PVA/MXene复合膜WAXS方位角曲线和取向度,以及复合膜FT-IR


image.png

图4ANF/CNT-COOH/PVA/MXene复合膜与其他ANF基纳米复合膜力学性能对比


作者简介


image.png

刘明杰,男,1982年生。现任北京航空航天大学化学学院院长。2005年于北京化工大学获得学士学位,2010年于中国科学院国家纳米科学中心获得博士学位,2010~2015年于日本理化学研究所从事博士后研究工作,2015年加入北京航空航天大学任教授。主持包括国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划等多项科研项目。担任国际期刊《Giant》执行编辑,《Polymer》、《高分子学报》等多个期刊编委。主要从事仿生功能力学高分子复合材料的研究。


文章信息


Nie Z, Sun Y, Zhou T, et al. Large-area ultrastrong and stiff aramid nanofiber based layered nanocomposite films. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6123-y.


QQ截图20220430103511.png

如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

有奖问卷征集新
年货节
材料学领域约200份+SCI期刊
定位全球科研英才
讲述科研故事助力科学传播
中国图象图形学学会合作刊
东北石油大学合作期刊
动物源性食品遗传学与育种
上海交通大学合作刊
第五届中国新发展奖获奖名单
naturemental health
naturecities
特刊大模型安全与隐私
病理、诊断、疫苗、治疗
牛津大学出版社
期刊编辑亲授的在线课程
关注应用数学最新研究
专业英语编辑服务
聚焦高分子材料3D打印技术
关注能源系统及应用
JOURNALS诚邀投稿,欢迎成为我们的作者!
组织工程与器官再造
关注医疗与健康教育
naturecomputationalscience
2022年度论文正式公布
立足当下探索未来科研
关注GIS,GPS 及遥感技术
生物领域230+SCI期刊
屿渡论文,编辑服务
香港理工
中科大
北大
福大
南科大
东华师范
上海交大
多次-上海有机所左智伟
郑大
北大
隐藏1h前已浏览文章
课题组网站
新版X-MOL期刊搜索和高级搜索功能介绍
ACS材料视界
x-mol收录
试剂库存
down
wechat
bug