4月23日,記者從中國科學技術大學獲悉,該校俞書宏院士團隊近日在《材料研究述評》上發表了一篇評述論文,系統總結了團隊近十五年來在酚醛基低維納米材料和宏觀新材料的設計、合成方法、結構調控和應用方面所開展的研究工作。文章呼吁,給予這一傳統材料更多關注,相信它伴隨著新技術的發展可以給人們帶來新的驚喜,同時也期望能夠激發更多酚醛化學在更廣泛的跨學科應用方面的探索。
酚醛樹脂是人類歷史上第一種人工合成塑料,自誕生以來已經歷了一個世紀。上個世紀以來,盡管高性能工程塑料的持續涌現加速了酚醛樹脂的替代,但因其具有機械性能、電絕緣性、防火性和化學穩定性等方面的優勢,在民用制品、建筑材料、裝飾和軍工領域中仍然占有一席之地。
該評述闡述了酚醛樹脂的基本屬性及其合成機理,并展示了該材料在納米技術領域的創新應用。通過利用酚、醛化學特性,實現了在微觀尺度上設計和控制納米/微米結構和化學組成,從而研制了一系列結構精美的功能納米復合材料。這些新型結構材料展現出的性能遠超傳統的酚醛塊狀產品,極大地提高了酚醛樹脂的性能和附加值。
研究團隊在評述中指出,現代納米技術的發展為這個有著世紀歷史的傳統材料提供了“老樹發新芽”的機遇。
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圖1.酚醛聚合制備低維納米復合材料、宏觀塊材等先進材料及其應用
該團隊還開展了基于酚醛樹脂復合材料的宏觀尺度材料的系統性研究,成功制備了具有輕質、多孔特性的酚醛氣凝膠及其衍生氣凝膠,優異的熱絕緣和耐火能力使其在眾多領域具有應用價值。受天然木材啟發,研究團隊制成了既有力學性能,又具備高耐腐蝕性和隔熱防火功能性的復合材料,為建筑、新能源汽車和航空航天等領域提供了新的材料選擇。
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圖2.酚醛樹脂基仿生人工木材。(a)制備過程示意圖。(b)微觀結構。(c)輕質高強力學性能。
(d-e)防火隔熱性能
該評述不僅展示了酚醛樹脂在現代科技發展下的巨大潛力,更為其在高性能工程塑料領域的應用前景打開了新篇章,對于酚醛樹脂的未來應用和開發提供了新的視角,包括綠色合成、大規模制造、可持續發展和新視角的復合材料,預示著其在多學科交叉應用領域的廣闊前景。
(安徽之聲記者許暉,圖片來自中國科大)
2024-04-23
來源:天津大學新聞網
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