Tissu en fibre d'aérogel de graphène, découvrons-le ensemble

Les fibres d'aérogel présentent les caractéristiques d'une faible densité, d'une porosité élevée, d'une surface spécifique élevée et d'une ténacité élevée, et présentent un grand potentiel d'application dans les domaines de l'isolation thermique, de la résistance au feu et des vêtements intelligents. Outre les caractéristiques mentionnées ci-dessus, la fibre d'aérogel de graphène présente également une excellente conductivité électrique, une conductivité thermique, des performances électrothermiques et des performances photothermiques, ce qui en fait le matériau préféré pour la nouvelle génération de tissus intelligents fonctionnels. Cependant, la structure instable du réseau poreux désordonné rend difficile son utilisation à grande échelle sous forme de tissus. Tissu en fibres d'aérogel de graphène Récemment, une équipe de recherche de l'Université du Zhejiang a utilisé la méthode de plastification et de gonflement de tissus pré-tissés pour préparer des tissus en fibres d'aérogel de graphène hautes performances, surmontant ainsi les difficultés du tissage et de l'application à grande échelle des fibres d'aérogel hautes performances à base de graphène. Cette méthode est simple et efficace, et le tissu en fibres d’aérogel de graphène obtenu présente une résistance élevée, jetant les bases de la préparation et du développement d’un tissu en fibres d’aérogel de graphène haute performance. Le tissu en fibres d'aérogel de graphène combine les excellentes propriétés de conductivité électrique et thermique, de conductivité photothermique et thermique du graphène, et présente de grands avantages dans les domaines de la gestion thermique et de la protection. La température de surface du tissu peut être modifiée en appliquant une tension bien inférieure à la sécurité humaine. La température de surface du tissu peut être ajustée par la lumière solaire extérieure. L'énergie peut être stockée et libérée efficacement grâce à des matériaux composites à changement de phase combinés aux propriétés électrothermiques du graphène. La méthode de plastification et de gonflement permet aux fibres d'aérogel préparées de conserver le degré d'orientation de leurs fibres précurseurs d'oxyde de graphène à l'état solide, ce qui permet d'obtenir des fibres d'aérogel hautement orientées. Par rapport à la méthode traditionnelle de filage à cristaux liquides, l'augmentation du degré d'orientation renforce la résistance au chevauchement du réseau poreux d'oxyde de graphène et améliore sa résistance mécanique. Sur la base du mécanisme de gonflement de plastification, en ajustant la composition du bain de gonflement de plastification, c'est-à-dire en changeant la polarité du solvant, le taux de gonflement de la fibre de gel d'oxyde de graphène peut être ajusté efficacement, puis la densité, la porosité et d'autres paramètres structurels de la fibre d'aérogel peuvent être régulés à grande échelle, brisant la limitation de densité de la méthode traditionnelle de filage à cristaux liquides. Après réduction chimique et traitement thermique à haute température, la résistance mécanique et la conductivité de la fibre d'aérogel de graphène augmentent progressivement avec l'augmentation de la densité. La résistance mécanique d'une seule fibre d'aérogel de graphène peut atteindre jusqu'à 103 MPa et la conductivité peut atteindre 1,06 × 104 S/m. La polarité du solvant affecte la structure morphologique du tissu pré-tissé dans le bain de plastification et de gonflement. Lorsque la polarité du solvant est forte, le taux de gonflement de la fibre d'aérogel d'oxyde de graphène est important, la résistance structurelle est réduite et les fibres individuelles se cassent facilement dans le bain de gonflement, détruisant l'intégrité de la structure du tissu ; à mesure que la polarité du solvant diminue, le taux de gonflement de la fibre de gel d'oxyde de graphène diminue, la résistance du gel augmente et l'intégrité de la structure du tissu pré-tissé peut être maintenue.