搜索热:电子皮肤 ??-
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
清华大学王训团队制备出高柔性、可拉伸的纳米线超晶格纤维
发布:Iron_MAN10   时间:2019/8/13 11:03:08   阅读:245 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

随着越来越多的无机超细纳米线被合成,它们在光学,电学和磁学中的应用引起了人们广泛的兴趣。常规的无机纳米线纤维通常不可拉伸的并且几乎没有弹性,这会限制它的实际应用。超细无机纳米线在尺寸结构上与高分子链类似,因此湿纺和静电纺丝已被应用于制造纳米线纤维。迄今为止,通过湿纺已经获得了Bi2S3,金和羟基磷灰石纳米线纤维,并且通过静电纺丝法也已经获得了GdOOH 纳米线纤维。获得的纳米线纤维具有良好的光学或机械性能。由于缺乏适当的层次结构,到目前为止获得的纳米纤维纤维的可拉伸性和断裂伸长率都很低。
 

 
清华大学王训团队受到樱桃树皮中螺旋状纤维素的启发,将这种特性应用于柔性纳米线的制造中。将长度为数百纳米,直径小于1纳米的GdOOH纳米线纺丝原液通过湿纺来制造纳米线纤维。在注射应力,剪切力和溶剂交换的影响下。通过控制纺丝原液和凝固浴,流动速率等可以得到有序的弹簧状纳米线结构。从而获得高度可拉伸的柔性纳米线纤维。该纳米线纤维断裂伸长率通常可以达到40-50%,最高伸长率可达86%。并且该纳米线纤维在缠绕,弯曲和扭曲的情况下都不会产生任何裂缝。通过拉伸试验中的结构转变和同步加速器小角X射线散射(SAXS)研究得出,纤维中整齐的弹簧状纳米线组装超晶格是产生该特性的主要原因。并且通过添加无机纳米颗粒,能够使该纳米线纤维进一步增强增韧。

图文速递


图1. GdOOH 纳米线纤维的制造工艺和形态特征。
a)亚纳米级 GdOOH 纳米线的TEM和STEM图像(插图左下,比例尺为20nm)。 照片(右边插图)显示了纳米线的分散性。b)纳米线纤维的制备过程。c)凝胶纳米线纤维。d)干燥的纳米线纤维。e)纳米线纤维的光学显微镜图像。f)在交叉偏振器的偏光显微镜下,纳米线纤维的光学图像。 纳米线纤维的轴与分析仪的极化方向之间的角度为0°。g)纳米线纤维的高倍SEM图像。h k)缠绕,弯曲,扭曲和捆绑的纳米线纤维的SEM图像。


图2. 纳米线纤维的机械特性。
a)样品的代表性应力-应变曲线。b)F1,F2,F3和F4的力学参数的比较。c)独立的F1的应变循环行为。d)60%应变下独立的F1的松弛行为。


图3.拉伸或破裂的纳米线纤维的特征。
a)自然状态下纳米线纤维的SEM图像。b,c)纳米线纤维在张力下的SEM图像。d)纳米线纤维上剪切带的SEM图像。e)拉伸断裂后纳米线纤维的SEM图像。f,g)拉伸断裂后纳米线纤维横截面的SEM图像。h)螺旋纤维的低倍SEM图像。螺旋纤维 i)外表面和j)内表面的SEM图像。k)该图显示了纳米线纤维的拉伸过程。l,m)同步加速器SAXS的示意图,用于拉伸前和拉伸状态下纳米线纤维的观察。n)源自SAXS的积分散射轮廓。


图4. 纳米线-纳米颗粒纤维的机械性能。
纳米线-纳米颗粒纤维的SEM图像a,b)10wt%纳米颗粒,c,d)7.5wt%纳米颗粒,和e,f)5wt%纳米颗粒。g)纳米线-纳米颗粒纤维的代表性应力-应变曲线。h)具有5wt%纳米颗粒的单个纳米线-纳米颗粒纤维的应变循环行为。i)具有10,7.5和5wt%纳米颗粒的纳米线-纳米颗粒纤维的机械参数的比较。

相关论文以“Highly Flexible and Stretchable Nanowire Superlattice Fibers Achieved by Spring-Like Structure of Sub-1 nm Nanowires”为题,发表在《Advanced Functional Materials》上,第一作者Simin Zhang。


来源: 高分子科学前沿
 
相关信息
   标题 相关频次
 3-4月Nature材料前沿科研成果精选
 1
 Adv. Mater. || 用于可拉伸介电材料的液态金属弹性体纳米复合材料
 1
 MIT研发基于纳米线的高性能柔性电容器
 1
 Nano Lett.:铝锗纳米线固态反应的原位TEM分析
 1
 Nano. Lett.:单晶硅纳米线确实可以长到厘米长度!
 1
 Nat.Commun:利用纳米尺度的力学不稳定性实现超低刚度金属
 1
 Nature 子刊:利用位错合成嵌入二维材料中的一维纳米线
 1
 Nature:将分子束外延应用于设计纳米线量子器件
 1
 Nature盘点: 8月材料领域重大进展
 1
 SnO2纳米线的制备及其光致发光特性
 1
 白光中的绿黄色差有救了?沙特科学家采用纳米线LED做到了
 1
 半导体所在锑化物纳米线研究中取得系列进展
 1
 北卡罗莱纳州立大学:印刷含银纳米线集成电路的新技术
 1
 陈济桁| 美空军实验室科学家发现独特的可拉伸导体
 1
 触摸屏:迫切需要新型透明导电材料
 1
 等离子体纳米天线的阵列可驱动新一代荧光传感器发展
 1
 电子材料一周纵览
 1
 顶刊动态 | Nature子刊/AM/Nano Letters等纳米材料最新学术进展精选汇总
 1
 顶刊动态|AFM/JACS/Small等一周中国学术进展汇总(5.26-6.1)
 1
 东华大学游正伟教授团队Nano Energy:高度可拉伸,透明,耐用的摩擦纳米发电机,适用于宽温度范围内的能量收集和运动传感
 1
 钙钛矿纳米线中载流子定向输运研究取得新进展
 1
 高品质柔性塑料电极研发成功 工业潜力明显
 1
 哥伦比亚大学制备新型纳米线激光器
 1
 哈佛大学锁志刚教授课题组《PNAS》:设计高韧性、低滞后性的可拉伸材料
 1
 化学交换法制备硼化镍纳米线
 1
 剑桥和华威大学制造出“全球最薄”纳米线
 1
 将“简单”做到极致:天然小分子一步制备功能聚合物材料!
 1
 金银纳米材料表面增强拉曼光谱研究取得最新突破
 1
 卡尔斯鲁厄理工学院:研究人员观测到砷化镓纳米线的生长
 1
 科学家开发出铜纳米线3D超防水网络
 1
 科学家首次使硅纳米线的弹性接近理论极限
 1
 科学家用纳米线阵列激光聚变靶材料取得核聚变实验效率新纪录
 1
 可拉伸可完全降解 新型半导体材料同时具有3种不同属性
 1
 美国休斯顿大学余存江Adv. Mater.:完全由可拉伸弹性电子材料制成柔性电子设备
 1
 美媒:科学家发现新型电池 充电数十万次不受损
 1
 纳米复合结构Pt/TiC/TiO2催化剂的合成及催化甲醇氧化性能
 1
 南大研制出具有时钟功能的可拉伸显示器 实现贴肤穿戴的信息显示
 1
 南科大蒋伟教授课题组Nat. Chem.:剪切力诱导组装瞬态高度可拉伸水凝胶
 1
 人造钻石可检测癌细胞 或在早期癌症中起关键作用
 1
 柔性电子器件的福音!鲍哲南最新《自然 材料》:高度可拉伸高分子半导体薄膜里的多尺度排列
 1
 上海硅酸盐所研发出新型防水耐火纸
 1
 上海微系统所等在硅纳米线阵列宽光谱发光研究中取得进展
 1
 深圳先进院柔性可拉伸传感器研究取得进展
 1
 石墨烯包裹纳米线——柔性屏中新材料
 1
 世界十大超强材料
 1
 水热合成大长径比的γ-AlOOH纳米线及表征
 1
 丝网印刷技术“印”出高柔性新型平面电池
 1
 斯坦福大学鲍哲南教授团队《Nat. Mater.》:由“微”至“著”的多尺度有序可拉伸半导体高分子薄膜
 1
 梭形半导体纳米线光学聚焦实现纳米级近场光源
 1
 我国科学家观测到一维纳米线中的相分离
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道