Tejido de fibra de aerogel de grafeno, aprendamos sobre él juntos

Las fibras de aerogel tienen las características de baja densidad, alta porosidad, alta área superficial específica y alta tenacidad, y muestran un gran potencial de aplicación en los campos del aislamiento térmico, la resistencia al fuego y los dispositivos portátiles inteligentes. Además de las características mencionadas anteriormente, la fibra de aerogel de grafeno también tiene una excelente conductividad eléctrica, conductividad térmica, rendimiento electrotérmico y rendimiento fototérmico, lo que la convierte en el material preferido para la nueva generación de tejidos inteligentes funcionales. Sin embargo, la estructura de red porosa desordenada e inestable dificulta su uso generalizado en forma de tejidos. Tejido de fibra de aerogel de grafeno Recientemente, un equipo de investigación de la Universidad de Zhejiang utilizó el método de plastificación e hinchamiento de telas pretejidas para preparar tejidos de fibra de aerogel de grafeno de alto rendimiento, superando las dificultades del tejido y la aplicación a gran escala de fibras de aerogel de alto rendimiento basadas en grafeno. Este método es simple y eficiente, y el tejido de fibra de aerogel de grafeno obtenido tiene alta resistencia, lo que sienta las bases para la preparación y el desarrollo de tejido de fibra de aerogel de grafeno de alto rendimiento. El tejido de fibra de aerogel de grafeno combina la excelente conductividad eléctrica y térmica del grafeno, las propiedades fototérmicas y de conductividad térmica, y muestra grandes ventajas en los campos de la gestión y protección térmica. La temperatura de la superficie de la tela se puede modificar aplicando un voltaje muy por debajo de la seguridad humana. La temperatura de la superficie de la tela se puede ajustar mediante la luz solar externa. La energía se puede almacenar y liberar de manera efectiva mediante materiales compuestos de cambio de fase combinados con las propiedades electrotérmicas del grafeno. El método de plastificación e hinchamiento puede hacer que las fibras de aerogel preparadas mantengan el grado de orientación de sus fibras precursoras de óxido de grafeno en estado sólido, obteniendo así fibras de aerogel altamente orientadas. En comparación con el método tradicional de hilado de cristal líquido, el aumento del grado de orientación fortalece la resistencia de superposición de la red porosa de óxido de grafeno y mejora su resistencia mecánica. Basándose en el mecanismo de hinchamiento por plastificación, ajustando la composición del baño de hinchamiento por plastificación, es decir, cambiando la polaridad del disolvente, se puede ajustar eficazmente la tasa de hinchamiento de la fibra de gel de óxido de grafeno, y luego la densidad, la porosidad y otros parámetros estructurales de la fibra de aerogel se pueden regular a gran escala, rompiendo la limitación de densidad del método tradicional de hilado de cristal líquido. Después de la reducción química y el tratamiento térmico a alta temperatura, la resistencia mecánica y la conductividad de la fibra de aerogel de grafeno aumentan gradualmente con el aumento de la densidad. La resistencia mecánica de una sola fibra de aerogel de grafeno puede alcanzar hasta 103 MPa y la conductividad puede alcanzar 1,06 × 104 S/m. La polaridad del disolvente afecta la estructura morfológica del tejido pretejido en el baño de plastificación e hinchamiento. Cuando la polaridad del solvente es fuerte, la tasa de hinchamiento de la fibra de aerogel de óxido de grafeno es grande, la resistencia estructural se reduce y las fibras individuales se rompen fácilmente en el baño de hinchamiento, destruyendo la integridad de la estructura de la tela; a medida que disminuye la polaridad del solvente, la tasa de hinchamiento de la fibra de gel de óxido de grafeno disminuye, la resistencia del gel aumenta y se puede mantener la integridad de la estructura de la tela pretejida.