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清华大学研发出3D打印“海绵陶瓷”材料,用途有多广泛?

2017-6-16 09:19| 发布者: admin| 查看: 141| 评论: 0

摘要: 清华大学研发出3D打印“海绵陶瓷”材料,用途有多广泛? 陶瓷以耐高温而闻名,但致命的缺点是一旦形状发生变化就会破裂。中外科学家利用陶瓷纳米纤维制备出一种海绵状新材料,不仅超轻、耐热,其制备过程也快速经济 ...

清华大学研发出3D打印“海绵陶瓷”材料,用途有多广泛?

 

陶瓷以耐高温而闻名,但致命的缺点是一旦形状发生变化就会破裂。中外科学家利用陶瓷纳米纤维制备出一种海绵状新材料,不仅超轻、耐热,其制备过程也快速经济,有望用于制作消防服和水净化等领域。相关研究成果发表在近期的《科学·进展》上。

论文通讯作者,清华大学材料学院副教授伍晖11日接受科技日报记者采访时表示,纳米纤维一般通过静电纺丝或3D激光打印等工艺进行生产,前者不适合于将纳米纤维组建成为三维结构;后者则耗时较多,成本较高。研究团队用廉价高效的气流纺丝技术,通过高速的气流将陶瓷前驱体溶液拉伸为纳米纤维,并用一种多孔收集器将其收集组建成为海绵结构,加热除掉前驱体中的高分子与溶剂,以得到一个由相互缠结的陶瓷纳米纤维组成的海绵。

 

这种新型材料可以像棉花糖一样又轻又软,即便被压扁仍可以反弹回近似原始形态,且不会被损坏。

 

论文共同第一作者,电子科技大学博士生王浩伦表示,在实验室测试中,将一片花瓣放置在由二氧化锆陶瓷制成的7毫米厚的海绵上,海绵底部以400℃加热10分钟后,花瓣仍完好无损,而用普通结构的陶瓷材料来隔热的话,花瓣早就焦了。因此,该材料可用于制作消防服等耐热柔性绝缘材料。

 

此外,这种海绵陶瓷利用其多孔性与光催化活性,当其被有机污染物染色时,在光照下仅用15分钟就可以将污染物分解掉。王浩伦称,当代水过滤技术中所用的过滤材料大多是粉末状,难以重复利用,这种新型材料则具有便于回收和重复使用的优势。

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