IT之家 11 月 29 日消息，今日中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)發(fā)布消息，表示中國(guó)科大研制的用于太空防護(hù)的仿生納米復(fù)合膜取得重要進(jìn)展。
聚酰亞胺薄膜因其優(yōu)異的力學(xué)性能、絕佳的熱穩(wěn)定性和突出的耐化學(xué)性，而成為太空探測(cè)器“防護(hù)服”的絕佳材料然而，與其他碳?xì)渚酆衔镆粯樱?span id="guwicwe" class="accentTextColor">聚酰亞胺材料在太空環(huán)境中也極易受到原子氧的攻擊，導(dǎo)致其物理和力學(xué)性能急劇下降。
近日，中國(guó)科大俞書宏院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型的針對(duì)太空防護(hù)應(yīng)用的聚酰亞胺-納米云母復(fù)合膜材料，該材料采用了獨(dú)特的仿生設(shè)計(jì)，使其力學(xué)性能和空間極端環(huán)境耐受性均得到了顯著提升。研究人員受天然珍珠母的“磚-泥”層狀結(jié)構(gòu)啟發(fā)，巧妙地設(shè)計(jì)構(gòu)筑了具有雙層類珍珠層結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺-云母納米復(fù)合膜，使其頂層分布有更致密的云母納米片，借助云母的本征屬性和最為構(gòu)筑單元的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)材料力學(xué)性能有效提升的同時(shí)，使其頂層對(duì)原子氧、紫外輻射和空間碎片等抵抗能力也得到了明顯提升。
▲ 這種膜片制備過程、微觀結(jié)構(gòu)、原子耐受性
區(qū)別于以往仿珍珠層納米復(fù)合膜的單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在該項(xiàng)研究中，研究人員通過改變組分配比，借助噴涂與熱固化聯(lián)用法構(gòu)筑了具有雙層類珍珠層結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺-云母納米復(fù)合膜，使其頂層具有更致密的云母納米片。這種設(shè)計(jì)策略不僅實(shí)現(xiàn)了材料力學(xué)性能的有效提升，而且使其上表面對(duì)原子氧、紫外輻射和空間碎片等具有更高的抵抗性能。
IT之家了解到，這種新型仿生復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量和表面硬度分別為 125 MPa、2.2 GPa 和 0.37 GPa，比純聚酰亞胺膜分別高出 45%、100% 和 68%。此外，其抗紫外線老化性（313 nm）和高溫穩(wěn)定性（380℃），相比純 PI 膜也得到了明顯提升。
應(yīng)用方面，這種具有雙層類珍珠母結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺-云母納米復(fù)合膜，有望取代現(xiàn)有材料，作為一種有效的新型航天器外層防護(hù)材料，從而用于低軌道環(huán)境。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。