新湖南湖南日报新媒体

打开
纸能包住火,还能抗电击!湖大教授这个新发明有点牛
新湖南 • 城事
2020-05-06 19:20:56

三湘都市报·新湖南客户端5月6日讯(记者 杨斯涵 黄京 通讯员 李妍蓉) 纸能包住火,还能抗电击!这是真的?近日,湖南大学材料科学与工程学院王建锋教授开发出一种高端的云母基纳米纸材料,让一张薄纸片既能抗超强电击,还能耐高温广泛应用于高压绝缘领域。

(云母基纳米纸的性能。)

谈及为何会想到这一技术,王建锋解释,其实这一“纸上功夫”是受自然界中贝壳的启发,“你看鲍鱼壳,很硬,摔在地上也不容易碎,这是什么原因?”原来是由于贝壳中包含大量碳酸钙片和少量天然高分子纳米纤维等有机物,贝壳中碳酸钙就像砌墙用的墙砖,高分子纳米纤维就像水泥,铺一层砖后再铺一层水泥,层层铺叠,形成层状复合结构,使得贝壳在弹性变形后能够屈服并产生塑性变形,从而达到高拉伸强度和高韧性。

(将溶胶-凝胶-薄膜转换技术进一步扩展为连续化制备云母基纳米带。)

受此启发,王建锋以芳纶微米纤维和云母为原材料,将原本头发丝大小的芳纶微米纤维和云母剥离分散成纳米纤维和纳米片,再通过溶胶—凝胶—薄膜转换技术复合,大面积制备出云母基纳米纸,实现了超大的应变和超高的韧性,并可抵抗超强电压而不被击穿,可耐高温。其断裂应变能力是目前文献报道的所有仿贝壳薄膜材料的4-240倍,其韧性是目前文献报道的所有仿贝壳薄膜材料的6-220倍,高电击穿强度每毫米达164 KV,热分解温度达565℃,性能大大超过了国外的各种云母基绝缘材料。

据悉,目前国内高端的云母基绝缘材料严重依赖于国外进口,王建锋研制出的高端纳米纸或将打破这一局面。目前,王建锋教授这项“造纸术”已申请发明专利。相关研究成果发表在国际纳米材料领域权威期刊《ACS Nano》。此外,为使得这种云母基纳米纸材料工业化生产成为可能,王建锋还自行设计加工了一套装置,可连续化制备出云母基纳米带。

责编:袁欣

来源:三湘都市报

评论
打开新湖南APP,查看全部评论