圖為一種新型的輕質(zhì)、高強、阻燃和高彈性的超材料，在各大領(lǐng)域中具有潛在的應用價(jià)值
來(lái)自美國普渡大學(xué)的研究人員，與蘭州大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的團隊，以及美國空軍研究實(shí)驗室的科學(xué)家們合作，他們認為將氧化鋁納米層和石墨烯結合在一起的超材料，可以應用于包括建筑和航空航天在內的多個(gè)行業(yè)。
普渡大學(xué)工業(yè)工程學(xué)院的副教授GaryCheng在一份聲明中表示：“這種材料甚至要比羽毛都輕，因為它具有極低的密度，同時(shí)還擁有著(zhù)非常高的比強度。”
這種超材料內部具有蜂窩式微結構，能夠提供超強的彈性和結構魯棒性（結構魯棒性又可稱(chēng)為結構整體性和牢固性，有時(shí)亦可稱(chēng)為防止結構連續倒塌性。它是從從結構概念學(xué)角度對結構整體受力性能的一種闡釋?zhuān)蠼Y構的構件能夠協(xié)調工作，連接要可靠，構成一個(gè)牢固的結構整體；結構魯棒性要求結構有多道防線(xiàn)，不致因某一構件的失效而造成結構性的破壞，要求結構即便發(fā)生局部破壞后也不至于引發(fā)大范圍的連續倒塌）。復合材料由夾在陶瓷層之間相互連接的石墨烯所組成。石墨烯支架又被稱(chēng)為氣凝膠，它是用一種叫做原子層沉積的工藝與陶瓷層進(jìn)行化學(xué)鍵合的。
一般石墨烯在高溫下會(huì )自動(dòng)分解，但是陶瓷氧化鋁卻賦予了其高的耐熱性和阻燃性能，可以用作飛機的隔熱罩。然而陶瓷材料同樣會(huì )帶來(lái)一些不好的影響，抑制了他們作為功能性材料的應用。
這種多功能的陶瓷——石墨烯超材料，其微結構能夠提供超強的彈性和結構魯棒性，為了實(shí)現了這一點(diǎn)，研究人員通過(guò)組合多層彈性單元格，設計出了一種分層的蜂窩式微結構。這種超材料同時(shí)表現出一系列多功能的屬性，這在之前的陶瓷和陶瓷——基體復合結構中還沒(méi)有被報道過(guò)。
這種輕質(zhì)、高強和極具減震性能的材料，有望使得復合材料成為柔性電子器件和大型應變傳感器的良好基材。它同時(shí)還具有很高的電導率，是一種極佳的絕熱材料，可用作阻燃、隔熱涂層以及將熱量轉換成電能的傳感器和設備。
該工藝可能會(huì )應用到大規模地工業(yè)制造中，未來(lái)可能會(huì )通過(guò)改變其晶體結構，或者擴大制造和控制微結構的工藝來(lái)優(yōu)化材料的性能。
資料來(lái)源：材料科技在線(xiàn)
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