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英曼彻斯特大学发明全球首款石墨烯强化天然黄麻纤维复合材料

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发表于 2019-1-21 12:32:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
曼彻斯特大学是英国国家石墨烯研究所和石墨烯工程创新中心的所在地,该中心提供了无可比拟的石墨烯专业知识。这两家工厂显示了曼彻斯特在石墨烯研究和商业化方面作为全球领先知识库的地位。
近日消息,曼彻斯特大学的科学家们将石墨烯和天然纤维黄麻结合在一起,创造了世界上第一个石墨烯增强天然黄麻纤维复合材料。该研究成果是制造高性能和环保的天然纤维复合材料的一大突破,石墨烯黄麻复合材料可以替代主要制造领域的合成材料,例如汽车工业,造船业,耐用风力涡轮机叶片和低成本住房。曼彻斯特大学的研究人员声称,它还可以促进孟加拉国,印度和中国这些主要生产黄麻材料的国家的经济发展。
黄麻是从白色黄麻植物(Corchoruscapsularis)的树皮中提取的,是一种100%可生物降解,可回收和环保的天然纤维。它也是世界上生产的第二大天然纤维-仅次于棉花-并且比亚麻和其他类似的天然纤维便宜至少50%。
英曼彻斯特大学发明全球首款石墨烯强化天然黄麻纤维复合材料
石墨烯-黄麻复合纤维材料对寻求更便宜,更环保的替代合成复合材料的领域极具吸引力。这就是为什么天然纤维复合材料正引起人们极大的兴趣,因为它有可能通过取代玻璃纤维等综合生产材料来减少碳排放,因为玻璃纤维的成本更高,可能对环境有害。石墨烯-黄麻复合纤维材料轻质高强的特点和碳纤维及玻璃纤维类似,但是成本比碳纤维低很多,有望取代一些碳纤维现有的应用领域。
天然纤维复合材料非常环保,但它们的机械和界面性能较差,这意味着对某些工业应用来说不够强大。这就是为什么曼彻斯特大学国家石墨烯研究所(NGI)和纺织复合材料集团的研究人员一直致力于合作项目,并用氧化石墨烯和石墨烯涂覆黄麻纤维以提高其强度。结果表明,添加石墨烯涂层的黄麻纤维界面剪切强度提高了200%左右,弯曲强度比未处理纤维提高了近100%。国家石墨烯研究所研究员纳兹穆尔·卡里姆(NazmulKarim)博士表示:“我们在诺沃肖洛夫教授的团队中,多年来一直在研究石墨烯和其他基于2D材料的天然纤维。”将这一经验转化为开发高性能天然纤维复合材料是非常重要的。
黄麻曾被称为孟加拉国的黄金纤维,在80年代引入聚乙烯和塑料等合成材料后失去了人们的青睐。然而,随着塑料制品对环境污染的潜在风险不断增大,黄麻等天然纤维的使用再次增加。
此外,全球汽车行业在汽车内饰中使用黄麻的量也在迅速增长,目前每年需要约10万吨。基于石墨烯的黄麻复合纤维可以在满足各种行业对环保产品不断增长的需求方面发挥非常重要的作用。
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