本報(bào)訊（記者楊保國(guó)）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏課題組與吳恒安課題組合作，成功設(shè)計(jì)制備出超彈性耐疲勞宏觀尺度碳納米組裝體仿生材料。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《自然—通訊》雜志。
俞書宏課題組受人類足弓等常見彈性拱結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，成功制備了一種具有微觀層狀連拱結(jié)構(gòu)的宏觀尺度碳納米組裝體材料。該材料雖然由脆性易碎的無(wú)定型碳—石墨烯復(fù)合物構(gòu)筑而成，卻同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高水平的可壓縮性、超彈性及抗疲勞性。
與此同時(shí)，俞書宏課題組與吳恒安課題組合作，通過(guò)構(gòu)建力學(xué)模型對(duì)這一材料的超常性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明，構(gòu)成該材料的微拱結(jié)構(gòu)單元和宏觀薄殼型拱結(jié)構(gòu)一致，可適應(yīng)較大程度可逆彈性變形，而其拱面本身可免受局部應(yīng)力過(guò)大所造成的破壞。因此，由取向一致的微拱單元相互堆垛構(gòu)成的材料整體，顯示出如宏觀彈性拱結(jié)構(gòu)一樣優(yōu)越的機(jī)械性能。力學(xué)模型分析還表明，該材料壓縮循環(huán)過(guò)程的超低能量損耗主要來(lái)自于微拱單元之間的摩擦耗散，而不是微結(jié)構(gòu)的永久性破壞。
注：華南標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)-國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采購(gòu)平臺(tái)
