Tessuto in fibra di aerogel di grafene, scopriamolo insieme

Le fibre di aerogel presentano le seguenti caratteristiche: bassa densità, elevata porosità, elevata superficie specifica ed elevata tenacità, e mostrano un grande potenziale applicativo nei settori dell'isolamento termico, della resistenza al fuoco e dei dispositivi indossabili intelligenti. Oltre alle caratteristiche sopra menzionate, la fibra di aerogel di grafene presenta anche un'eccellente conduttività elettrica, conduttività termica, prestazioni elettrotermiche e prestazioni fototermiche, che la rendono il materiale preferito per la nuova generazione di tessuti intelligenti funzionali. Tuttavia, la struttura instabile e disordinata della rete porosa ne rende difficile l'impiego su larga scala sotto forma di tessuti. Tessuto in fibra di aerogel di grafene Di recente, un team di ricerca dell'Università di Zhejiang ha utilizzato il metodo di plastificazione e rigonfiamento dei tessuti pre-tessuti per preparare tessuti in fibra di aerogel di grafene ad alte prestazioni, superando le difficoltà di tessitura e applicazione su larga scala delle fibre di aerogel ad alte prestazioni a base di grafene. Questo metodo è semplice ed efficiente e il tessuto in fibra di aerogel di grafene ottenuto presenta un'elevata resistenza, gettando le basi per la preparazione e lo sviluppo di tessuti in fibra di aerogel di grafene ad alte prestazioni. Il tessuto in fibra di aerogel di grafene combina le eccellenti proprietà di conduttività elettrica e termica, fototermica e di conduttività termica del grafene e presenta grandi vantaggi nei campi della gestione termica e della protezione. La temperatura superficiale del tessuto può essere modificata applicando una tensione ben al di sotto della sicurezza umana. La temperatura superficiale del tessuto può essere regolata dalla luce solare esterna. L'energia può essere efficacemente immagazzinata e rilasciata tramite materiali compositi a cambiamento di fase combinati con le proprietà elettrotermiche del grafene. Il metodo di plastificazione e rigonfiamento può far sì che le fibre di aerogel preparate mantengano il grado di orientamento delle loro fibre di ossido di grafene allo stato solido precursori, ottenendo così fibre di aerogel altamente orientate. Rispetto al tradizionale metodo di filatura a cristalli liquidi, l'aumento del grado di orientamento rafforza la forza di sovrapposizione della rete porosa di ossido di grafene e ne migliora la resistenza meccanica. Sulla base del meccanismo di rigonfiamento per plastificazione, regolando la composizione del bagno di rigonfiamento per plastificazione, ovvero modificando la polarità del solvente, è possibile regolare efficacemente la velocità di rigonfiamento della fibra di gel di ossido di grafene e quindi regolare su larga scala la densità, la porosità e altri parametri strutturali della fibra di aerogel, superando la limitazione di densità del tradizionale metodo di filatura a cristalli liquidi. Dopo la riduzione chimica e il trattamento termico ad alta temperatura, la resistenza meccanica e la conduttività della fibra di aerogel di grafene aumentano gradualmente con l'aumento della densità. La resistenza meccanica di una singola fibra di aerogel di grafene può raggiungere fino a 103 MPa e la conduttività può raggiungere 1,06×104 S/m. La polarità del solvente influenza la struttura morfologica del tessuto pre-tessuto nel bagno di plastificazione e rigonfiamento. Quando la polarità del solvente è forte, la velocità di rigonfiamento della fibra di aerogel di ossido di grafene è elevata, la resistenza strutturale si riduce e le singole fibre si rompono facilmente nel bagno di rigonfiamento, distruggendo l'integrità della struttura del tessuto; man mano che la polarità del solvente diminuisce, la velocità di rigonfiamento della fibra di gel di ossido di grafene diminuisce, la resistenza del gel aumenta e l'integrità della struttura del tessuto pre-tessuto può essere mantenuta.