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碳纤维是一种应用于许多行业的材料。这种材料的需求和普及归功于它的强度和重量轻的特性。
石墨烯被誉为“神奇材料”。大量的研究和开发已经进入了石墨烯可能被使用的应用领域。这种材料由一层单原子厚的石墨构成,由于其高导电性和耐用性,很可能被广泛应用。
在德克萨斯州的莱斯大学,研究人员通过混合氧化石墨烯薄片设计了一种更强的碳纤维。他们使用了一种环保的化学提取过程来制造两种类型的纤维。这是一种从石墨中去除石墨烯薄片的独特工艺,已经获得了该大学的专利。
第一类纤维为片状纤维,正常直径约为22µm。这个直径代表了一个巨大的差异,当与石油基沥青通常使用在碳纤维。
沥青颗粒有两纳米大小,欧洲杯猜球平台这使我们的薄片大了大约一万倍。
项常生,主要作者,莱斯大学研究生
通过评估纤维的结的强度来测试纤维。普通纤维在张力下容易断裂,但新型碳纤维显示出“100%的打结效率”。
但当加热到2100℃左右时,纤维的“结”强度有所降低,但纤维的抗拉强度有所提高,有利于复合材料的制备。
碳纤维在许多商业产品中都有应用,但是这种类型的碳纤维并不适用。因此,研究人员用9微米而不是22微米的薄片制造了第二种纤维。
相比之下,较小的石墨烯薄片是在拉伸下从湿纺丝过程中提取的,使纤维在室温下具有与商业产品相似的强度。
使用环保工艺生产更强的碳纤维是一项一直有效的创新。重要的是要确保新的碳纤维保持其超轻性能。然而,创造一种可以使纤维变得更柔韧和更强的工艺,可以使许多不同的行业受益。
在碳纤维中使用石墨烯
为了测试碳纤维的强度,莱斯大学的研究人员使用了一种“结”测试。
莱斯大学的研究人员开发了两种纤维;第一次使用了22微米的氧化石墨烯,第二次使用了9微米的商业应用。