復合材料

蛛絲是在自然界中能找到的最強韌的纖維材料之一。它強度是等體積的鋼絲的5倍，若是將其變得和鉛筆一樣粗，不僅僅是火車，就連戰(zhàn)斗機也能輕易被攔下。這非比尋常的力學性能吸引了大批研究者的注意力，人們希望能夠破解賦予蛛絲超強力學性能的結(jié)構(gòu)之謎，并將其化為己用。 除了蛛絲超高的強度外，蛛絲獨特的力學耗散性能也同樣引人注目。肌腱等生物材料在受到?jīng)_擊的時候，只有10%的能量被耗散，剩余的90%則都以彈性勢能的形式儲存起來；相比之下，蛛絲可以耗散掉70%的沖擊能量，這一特性讓蜘蛛網(wǎng)在捕獲昆蟲時不會因沖擊和掙扎而斷…

消費者常常根據(jù)食品包裝上標識的有效期限來判斷是否適合食用，全球每年因此造成大量的食物浪費。據(jù)統(tǒng)計，每年被消費者和食品經(jīng)銷商不必要丟棄的食品高達數(shù)十億人民幣，造成了極大的浪費。食品新鮮度一方面直接影響食品的品質(zhì)，另一方面影響消費者感官感受和食用安全。在食品包裝上可視化地監(jiān)測儲存食物的品質(zhì)變化，對于食品的合理出庫、銷售，減少資源浪費，保障消費者食用安全具有重要意義。 近日，江南大學胥傳來教授和新加坡南洋理工大學Xiaodong Chen教授團隊合作，模擬人的嗅覺系統(tǒng)，基于指示劑變色原理和深度卷積神經(jīng)…

波音787夢幻客機、空客A350 XWB、風力渦輪機葉片、高爾夫球桿、滑雪板和曲棍球棒等，這些生活中我們熟悉和使用到的產(chǎn)品，其纖維增強聚合物（FRP）復合材料重量占比超過50%。尤其是碳纖維增強聚合物（CFRP）復合材料，作為高性能類別的結(jié)構(gòu)材料，具有質(zhì)輕、耐疲勞、耐腐蝕、出色的強度和模量等特點，被廣泛應用于飛機、船舶、汽車工業(yè)和體育用品等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，全球聚合物復合材料年產(chǎn)量超過500萬噸，目前正經(jīng)歷約8%的年增長率；與該行業(yè)的快速增長相反，復合材料的回收利用現(xiàn)狀令人擔憂，每年廢棄物高達100…

近年來，隨著電商時代的興起和人們對新鮮安全產(chǎn)品的需求增長，冷鏈物流如今正在飛速發(fā)展。   眾所周知，在冷鏈物流中不僅儲藏冷庫，運輸冷藏車的成本較高，而且在從冷庫到消費者的運輸過程中，目前仍存在因蓄冷設(shè)施不到位導致的冷鏈“斷鏈”問題，從而也引發(fā)了一些相關(guān)的衛(wèi)生安全問題。 那么在化石能源的逐漸枯竭的今天，如何在保證冷鏈運輸及儲存普及性的同時，兼顧成本與能源的高效利用呢？顯而易見的，相變蓄冷材料可為冷鏈這只猛虎添上雙翼。把相變蓄冷材料應用于冷鏈物流設(shè)施中，不僅能夠降低冷鏈物流的成本，提升冷藏…

在生物進化過程中，生物產(chǎn)生的粘附、修復、生長等動態(tài)響應行為，都是為了適應周圍環(huán)境。目前，大多數(shù)的仿生研究僅限于軟合成材料，對具有自主響應能力的剛性和對齊材料的研究一直被忽視，而現(xiàn)實是迫切需要這種材料。雖然利用多種動態(tài)交聯(lián)方法可產(chǎn)生各向同性和柔軟的材料，且具有自適應響應性，但是利用這些動態(tài)共價鍵制備自增韌性和自生長的材料仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。 其中，利用結(jié)構(gòu)和層次各向異性是一種有效的解決方案。作為內(nèi)部軟組織和外部環(huán)境之間的硬屏障，翅鞘是用于執(zhí)行輕量級分層結(jié)構(gòu)的通用模型。同時，該部分具有自增韌性和自再生…

隨著各種環(huán)境和能源危機的日益嚴重，汽車行業(yè)目前正經(jīng)歷著一場由燃油驅(qū)動向電驅(qū)動轉(zhuǎn)變的變革。在這一變革中，先進電池技術(shù)的發(fā)展是更多更合理的利用可再生能源的關(guān)鍵。而且，大量電池的使用將不可避免的帶來另一個不可忽視的環(huán)境問題：即大量廢舊電池的回收處理。所以將電池材料的可持續(xù)發(fā)展納入到新一代電池的研究開發(fā)中是非常有必要的。 由于硫元素具有自然界豐度高，價格便宜，且鋰硫電池與傳統(tǒng)鋰離子電池相比具有很高的比容量和能量密度，使其非常有望成為下一代鋰離子電池正極材料。然而，鋰硫電池的實際應用仍然受制于很多問題， …

?目前，世界人口的五分之一生活在缺水地區(qū)。對于這些地區(qū)的人們來說，尤其是在缺少穩(wěn)定電力的地區(qū)，獲得干凈的飲用水通常是一項艱巨的任務。因此，迫切需要一種高效，低成本，可持續(xù)和簡單易得的技術(shù)和設(shè)備來產(chǎn)生清潔的飲用水。太陽能是地球上最豐富和廣泛的資源之一。太陽能凈水技術(shù)簡單有效，可從不可飲用的水源（如湖水，污水或海水）中獲得干凈的飲用水。 近日，中國科學技術(shù)大學俞書宏院士團隊開發(fā)了一種基于細菌纖維素納米復合材料的高效且可持續(xù)的仿生多層級太陽能蒸汽發(fā)生器（HSSG）。該HSSG是通過一步氣溶膠輔助生物合…

纖維增強軟復合材料由于其諸多優(yōu)異性能在工業(yè)中有非常廣泛的應用。傳統(tǒng)的纖維增強軟復合材料通常由軟硬兩種組分經(jīng)過層壓制成，軟相一般為橡膠等彈性體，硬相一般為纖維織物。這類軟/硬結(jié)合能夠使得復合材料在拉伸時表現(xiàn)出優(yōu)于金屬的高比強度，而在彎曲時又具有良好的柔韌性。盡管目前工業(yè)上的軟復合材料已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，但這類材料有一個通?。狠^弱的抗撕裂性。即一旦出現(xiàn)裂紋，材料性能將會大幅度下降。因此，如果能提高傳統(tǒng)纖維增強軟復合材料的抗撕裂性，將大幅度提高材料的使用壽命，降低工業(yè)成本。 材料的抗撕裂性，或者說韌性…

最近佐治亞理工土木與環(huán)境工程學院謝興老師研究小組開發(fā)了一種帶有分子過濾功能的水凝膠與高分子材料納濾膜復合材料，同時實現(xiàn)了高吸水性和選擇性。在生物醫(yī)藥，環(huán)境檢測等領(lǐng)域的樣品濃縮，運輸，和檢測， 以及水體營養(yǎng)物回收方面提供巨大應用前景。 方便，快速的自驅(qū)動水過濾 在傳統(tǒng)水過濾系統(tǒng)中，一般需要一個濾膜單位和一個外在的驅(qū)動力來完成過濾過程。但是在很多情況下，當樣品容量很少，并且易損，或者在采樣現(xiàn)場條件有限的情況下，這樣的過濾體系變得低效或者不可行。于是一個方便，靈活，易用的適合小容量體系的過濾系統(tǒng)就十分…

一、研究背景 薄膜電容器具有超高充放電速率、耐高壓、低成本以及質(zhì)輕等優(yōu)勢，在現(xiàn)代電子電氣領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。商業(yè)化雙軸拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)作為目前最為常用的柔性儲能材料，在常溫下具有優(yōu)異的儲能效率，但當環(huán)境溫度高于100?°C時，在高電場下其電學性能及儲能效率發(fā)生顯著的降低。從能量耗散機制來講，對于線性電介質(zhì)而言，高電場下產(chǎn)生的漏電流是能量損失的重要途徑。為此，有研究將一些高絕緣無機粒子引入聚合物基體中，降低復合材料的漏電流密度，提高其擊穿及儲能性能。但無機粒子的引入通常會帶來團聚以及表…