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高可拉伸负泊松比多孔超材料

发布日期:2024-01-11  来源:   点击量:


气凝胶和泡沫多孔材料具有独特多孔结构和优异的性能,在热管理、吸附、储能、传感等领域具有良好的应用前景。通过优化其多孔结构,可实现多种多样的可压缩、可弯曲和可拉伸多孔材料。其中,可拉伸气凝胶和泡沫由于在柔性压力/应变传感器、可拉伸导体、柔性储能器件、可拉伸电磁屏蔽和热管理材料等领域的潜在应用而受到广泛关注。然而,已报道的气凝胶和泡沫通常可拉伸性有限,限制了其在柔性电子器件、柔性热管理和电磁屏蔽材料等领域的实际应用。因此,开发高可拉伸多孔材料具有重要现实意义。

鉴于此,同济大学太阳成集团tyc7111cc(中国)有限公司祖国庆老师研究团队开发了高可拉伸多孔超材料及其柔性电子器件,相关研究成果以“Stretchable and negative-Poisson-ratio porous metamaterials”为题,在线发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。论文第一作者为我院在读博士生张小宇。该工作得到了国家自然科学基金的资助。

该研究发展了单轴、双轴和三轴热压策略,对气凝胶多孔结构进行调控,构建了折叠和内凹多孔结构,获得了高可拉伸导电多孔弹性体超材料。单轴热压得到的多孔弹性体具有折叠多孔结构、高达1200%的可拉伸性以及近零的泊松比。双轴和三轴热压得到的多孔弹性体具有独特的内凹多孔结构、高可拉伸性以及负的泊松比。该工作解决了传统多孔材料可拉伸性差的难题,实现了高可拉伸多孔超材料、宽范围应变传感器以及可调控的热管理和电磁屏蔽。

祖国庆老师研究团队以气凝胶和凝胶为研究对象,在柔性电子器件、压力和应变传感、超级隔热等方向进行了系统性研究,在Nat.Commun.,Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., ACS Nano等高水平期刊发表学术论文30余篇。


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