【所屬領(lǐng)域】
智能制造、新材料
【成果介紹】
目前碳納米管復合材料的制備過程影響因素復雜，制備結(jié)果不確定性大。 針對此難題，本成果建立了一種碳納米管復合材料宏觀性能的評估標準，將碳納米管界面空間填充程度與復合材料的宏觀性能聯(lián)系起來，實現(xiàn)最終復合材料性能的評估和預測。
本成果基于碳納米管微觀形貌表征和電鏡分形維數(shù)計算，研發(fā)了一種碳納米管界面的數(shù)量和均勻度（即界面空間填充程度）評估方法，首先，實現(xiàn)碳納米管分形界面空間填充程度的定量化表征。其次，基于該定量化表征方法闡明碳納米管界面空間填充程度與聚合物基復合材料性能間的關(guān)系。結(jié)果表明，復合材料的電導率和機械強度分別隨界面空間填充程度的增大呈指數(shù)和線性增加。這種對應關(guān)系建立起了界面空間填充程度和碳納米管復合材料宏觀性能間的直接聯(lián)系，且該聯(lián)系與生產(chǎn)過程中采用的碳納米管分散方法、碳納米管濃度、碳納米管類型以及復合基體無關(guān)。本成果普遍適用于碳納米管復合材料的宏觀性能評估，也可推廣至各類納米填充復合材料，對于指導納米填充復合材料的制備具有十分重要意義。
基于掃描電鏡圖片的碳納米管界面空間填充程度（分形維數(shù)）定量表征
碳納米管界面空間填充程度與復合材料電學和力學性能間的普適關(guān)系
【應用場景】
基于本方法中碳納米管分形界面空間填充程度與復合材料性能間的直接關(guān)系，可在碳納米管復合材料制備初-中期實現(xiàn)最終復合材料性能的評估和預測，為碳納米管復合材料的制備提供普適指導策略。
【知識產(chǎn)權(quán)】
該成果已申請/授權(quán)多項中國發(fā)明專利，下表是部分展示：
【合作方式】
技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可、技術(shù)入股、面談
【專家介紹】
徐鳴，工學博士，華中科技大學材料科學與工程學院教授，博士生導師。主要從事碳納米宏觀有序體的制備及應用開發(fā)。在Science（2篇）、Nature Catalysis（1篇）、Nature Communications（2篇）等高水平雜志上發(fā)表SCI論文50余篇，授權(quán)專利17項（美國2項，日本1項，中國14項）。發(fā)展了可在-196~1000℃溫度范圍穩(wěn)定服役的超級橡膠，所研發(fā)的“自供電式波浪監(jiān)測及海嘯預警裝置”將水下壓力探測精度提升一個數(shù)量級，獲2019年日內(nèi)瓦國際發(fā)明展最高獎項-評審團特別嘉許金獎；受邀請赴國際會議作報告10余次；主持國家自然項目3項，地區(qū)項目5項；自主開發(fā)“催化劑活化-碳管生長分離”技術(shù)，攻克宏量制備中因亂流嚴重、溫度不均而導致的碳管結(jié)構(gòu)不可控等難題，實現(xiàn)同批次碳管生產(chǎn)力3個數(shù)量級的提升，獲批“超純陣列式碳管可控生長及產(chǎn)業(yè)化團隊”并任團隊負責人(2017孔雀團隊)。
【聯(lián)系方式】
成果編號：CG22002
