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插层叠加石墨烯纳米片可应用于材料失效前的预警

发布时间:2017-4-20 10:57:43
 
  众所周知,石墨烯材料性能卓越。研究发现,它还有一些新的功能性应用,如提示工程业主方设施何时需要维修。

  德国莱布尼茨聚合物研究所的科研人员日前开发出了一种智能石墨烯涂层,能通过改变颜色来提示损伤、断裂部位所在。

  该项目科研人员表示,“全球侧重于单层石墨烯的科研工作,并制备了一系列功能性涂层材料,而我们着重研究了多层石墨烯纳米片的粒径、厚度等结构特征,并通过插层叠加石墨烯纳米片首次实现了结构色的可变特性,其对纳米尺度机械形变(如微裂痕)很敏感,可应用于材料失效前的预警。”

  受鱼鳞片光反射特性的启发,科研人员研发了一种涂层,能强化某一特定波段的光,同时弱化其他波段的光。通过技术设计使石墨烯片以某一角度排列,如果该区域的石墨烯片层结构受到损伤,会反射三原色的红、黄、蓝光及其强度,从而改变颜色,而未受损区域则不会。这种根据某一区域的应力变化程度而改变颜色的智能特性,可恰到好处地赋予某些结构材料颜色特征代码信息,从而提示某一区域的受损程度。

  项目研究团队表示,“这种石墨烯涂层的潜在工业应用不仅包括车辆、船舶、桥梁等结构材料的微观探伤领域,还包括智能型建筑物设计、时尚纺织品制造等领域。”

  目前,该研究项目仍处于初步阶段,还有很多研究工作要做,以解决成果转化、参数控制等技术难题,以期最终实现工业应用。

 

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