【摘 要】
:
MXenes是一类新型二维材料,具有优异的导电性、高亲水性以及良好的加工性,目前已在电化学储能、传感器、通信、生物医药、致动器等领域展现出潜在的用途。尤其是在电磁屏蔽领域,MXenes基于自身的高导电和层状结构特性,逐渐成为治理电磁污染的最佳材料之一。然而真空过滤、流延或刮涂得到的MXene(Ti3C2Tx)薄膜密度可高达4 g cm-3,极大地限制了其在需要轻质化材料的航空航天和智能便携式电子设
论文部分内容阅读
MXenes是一类新型二维材料,具有优异的导电性、高亲水性以及良好的加工性,目前已在电化学储能、传感器、通信、生物医药、致动器等领域展现出潜在的用途。尤其是在电磁屏蔽领域,MXenes基于自身的高导电和层状结构特性,逐渐成为治理电磁污染的最佳材料之一。然而真空过滤、流延或刮涂得到的MXene(Ti3C2Tx)薄膜密度可高达4 g cm-3,极大地限制了其在需要轻质化材料的航空航天和智能便携式电子设备中的应用。通过在MXene薄膜层间构建丰富的孔隙,并使骨架结构保持良好的导电连续性,是实现轻质高效电磁屏蔽特性的关键。一方面,致密MXene片层之间产生的孔隙增加了更多的层间空间和大量电磁波散射活性界面,可显著延长电磁波在材料内部的传输路径和增加反射次数,进而提高电磁波的有效衰减。另一方面,致密的表面和内部多孔的特殊结构有利于多孔MXene材料的实际应用。基于此,本文利用酸碱中和诱导MXene薄膜凝胶化构筑出了三维多孔MXene薄膜。高导电的多孔框架结构使MXene薄膜的电磁屏蔽效能提升至73d B,加之其较低的密度(0.7 g cm-3),因此这种三维多孔MXene薄膜的绝对屏蔽效能高达25445 cm~2 g-1。利用MXene的高光热转化效应,将阳光进行聚焦并照射MXene薄膜,可实现对常规致密MXene薄膜的快速发泡。该过程中阳光诱导MXene产生的光热作用使其层间的自由水瞬间气化,进而赋予MXene层间连续的蜂窝孔结构。所制备的多孔MXene薄膜具有轻质、高电导率(≈1000 S cm-1)和一定的柔韧性,同时还展现出较高的疏水性与环境稳定性。因此,10μm厚的多孔MXene薄膜的绝对屏蔽效能高达88333 d B cm~2 g-1,可与目前大多数复杂工艺生产的多孔MXene材料相媲美。此外,使用市售激光雕刻机,通过精确控制光强度和位置对特定区域进行照射,实现了多孔MXene薄膜复杂结构的可控构筑。
其他文献
低影响开发(LID)作为一种新兴雨洪管理技术,在消减城市雨水径流和污染物浓度等方面效果显著,近些年在海绵城市建设中得到广泛应用。文中主要综述了几类典型LID设施(生物滞留池、下沉式绿地、植草沟、绿色屋顶和透水路面)及其主要功能;概述其对暴雨径流和主要污染物的消减效果,并对典型LID的作用机理进行了分析和总结;总结了几种常用雨洪控制模型在LID中的使用现状;研究了LID设施综合效益评估现状;并分别在
先进树脂基复合材料能在高温下长时间工作并具有良好的性能和稳定性,以满足航空航天、船舶工业和微电子封装等多个行业需求。相较于目前应用较广泛的综合性能表现良好的树脂,如:耐温型环氧树脂、热固性聚酰亚胺树脂、双马树脂以及氰酸酯等,酞腈树脂耐热性突出,并具有强阻燃性、低介电、低吸水性等。兼具众多优异的性能使得酞腈树脂成为目前热固性树脂的新星。国外对于酞腈树脂的研究始于上世纪70年代,国内相关研究起步稍晚。
高强度高电导率材料具有优异的物理、力学性能以及电、热传导性能,从而成为在航空航天、通信设备、电器工程、轨道交通等多个领域中被广泛应用的结构功能材料。现代科技的不断发展对材料更高的综合性能提出了现实要求,而强度与电导率的矛盾则为研究工作带来更大的挑战。制备复合材料是获得高强度高导电率材料的常见手段之一,本文以铜基金属玻璃作为增强相,通过机械合金化法与放电等离子体烧结工艺制备了两相结合良好的块体复合材
复合材料传动轴具有高比刚度、高比强度、优良的抗疲劳性能和可设计性等特点,在直升机、汽车和轮船等交通工具的传动装置中得到了广泛的应用。金属传动轴主要采用联轴器或膜盘来解决传动轴不对中问题,而对于复合材料由于具有很强的设计性和一体化成型优势,引入复合材料膜盘来实现复合材料传动轴不对中的柔性补偿是一个很好地选择。带膜盘的复合材料传动轴能够在传递扭矩的基础上实现结构的角向对中,并且带膜盘的复合材料传动轴具
复合材料制件由于具有多尺度和材料分散特点,在固化成型过程中不可避免的产生变形。其影响因素复杂导致工艺不稳定,大大影响制件性能与装配成本。因而需要分析固化变形产生的原因,优化复合材料制件设计参数从而达到减小变形的目的。针对上述问题,本文提出了一种基于代理模型的复合材料制件固化变形修正方法,开发了集多尺度、多区域固化变形有限元分析、基于Kriging模型的固化变形代理模型建模、基于多保真代理模型的固化
超疏水表面广泛存在于自然界中,通过仿生制备的超疏水表面可用于防水、防冰、水下减阻等工程领域。研究发现超疏水表面疏水的根本原因在于其上的微纳米结构,因而有必要从纳米尺度探究液滴与具有纳米结构表面的界面相互作用。此外,近年来微纳米技术得到了迅速的发展,超疏水表面的应用已经拓展到了微纳米尺度。探究纳米液滴与固体表面的相互作用可为纳米器件研制、喷墨打印、甚至于宏观超疏水表面的研制提供一定的理论指导。本文采
钛基复合材料(TMCs)由于其自身具有高比强度,高比模量,同时具有优异的耐高温能力,符合航空飞行器、高性能汽车领域结构件轻质高强的严格性能要求。然而TMCs的传统研究思路总是致力于提高增强相的含量和追求增强相均匀分布,其结果强度与塑(韧)性之间总是存在倒置关系,为解决这一难题,本文选择了一种具有高比表面积的二维材料石墨烯(graphene,Gr)和高纵横比的一维碳纳米管(carbon nanotu
近年来,交通拥堵在我国变得日益严重,发展轨道交通成为了解决该问题的有效措施,但是伴随着城市轨道网络规模的扩大,城市轨道的运营与管理也面临着更严峻的考验。客流是城市轨道系统中重要的组成部分,雨雪天气会使城市轨道客流产生波动,进而影响到城市轨道客流预测的准确度以及城市轨道运营安全。通过对客流波动规律的研究,解析不同雨雪等级下的客流波动规律及客流波动持续时长,提出基于长短期记忆神经网络(LSTM)的雨雪
未来航天运载器的目标已经逐步面向清洁化、可重复使用、单级入轨等,制造低温贮箱成为航天工程的关键技术,树脂基碳纤维复合材料的比强度高,作为制造低温贮箱的材料能极大降低运载器的发射成本,因此,全树脂基碳纤维复合材料成为重点研究对象。液氢极易在复合材料贮箱中发生渗漏,是亟待解决的问题,本课题从基体、增强材料、改进方法三方面研究复合材料的抗渗漏性,以此减少复合材料的渗漏问题。为了研究固化缺陷对环氧树脂渗漏
城市的快速发展对道路等基础设施的建设提出快速、环保等要求,装配式基层凭借其施工迅速、工厂预制等优势脱颖而出,但目前对于装配式基层结构的研究刚刚起步,结构设计过于依赖经验、结构设计方法及病害预防措施缺失等问题均限制其进一步推广使用。基于以上问题,本文开展了装配式基层沥青路面结构设计方法及结构优化研究,主要研究内容如下:首先,以保障基层结构整体性及预防反射裂缝为优化目标选定影响因素及控制指标。利用AB