來源：中國妖精影院樹（shù）脂網 2021-12-13 11:58:32
近日，受天然珍珠母“磚—泥”層狀結構的啟發，中國科學技術大學俞書宏院士團（tuán）隊研製出一種新型（xíng）航天器外層防護材料——聚（jù）酰亞胺—納米雲母複合膜。這（zhè）種新材料由於采用了獨特的仿生設（shè）計，其力學（xué）性能（néng）和空（kōng）間極端環境耐受性（xìng）均得到顯著（zhe）提升（shēng），有望取代現有的聚酰亞胺基複合膜材料。
聚酰亞胺薄膜（mó）因其優異的（de）力學性能、絕（jué）佳的熱穩定性和突出的耐化學性，而成為太空探測器防護服的絕佳（jiā）材料。然而，與其他碳氫聚合物一樣，該材料在太空環境中也極易受（shòu）到原子氧攻擊，導致物理和力學性能（néng）急劇下降，目前還沒有很（hěn）好的解決手段。此外，宇宙射線輻射和空間碎片撞擊等極端環境也對其穩定性提出嚴峻的考驗。
俞書宏團隊受天然珍珠母的“磚—泥”層（céng）狀結構啟發，利用前期開發的具有優異力學性能和紫外屏蔽功能且（qiě）可大規模製備的納米雲母片作（zuò）為構築基元，與聚酰亞胺（àn）前驅體共組裝得到聚酰亞胺—納米雲母複（fù）合膜，利用雲（yún）母的優越本征特性來彌補聚酰亞胺的不足。區別於以往（wǎng）仿珍珠層納米複合膜的單（dān）層結構設計，研究人員（yuán）通過（guò）改變組（zǔ）分配比，借助噴（pēn）塗與熱固化聯用法構築了具有雙層類珍（zhēn）珠層結構的聚酰亞胺—納米雲母複合膜，使其頂層（céng）具有更致密的納米雲母片。這種設計策略不但實現了材料力學性能的（de）有效提升，而且使其上表麵對原子氧、紫外輻射（shè）和空間碎片等具有更高的抵抗性能。
研（yán）究表明，這種新型仿生複合膜的拉伸強度、楊氏模量和表麵硬度（dù）分別為125兆帕、2.2吉帕和0.37吉帕，比純（chún）聚酰亞胺膜分別高出45%、100%和68%。由於獨特的（de）雙層類珍珠母結構（gòu）以及雲母納米（mǐ）片的固（gù）有（yǒu）性能優勢（shì），雙層聚酰亞胺—納米雲母複合膜表現出更優越的原子氧耐受（shòu）性，明顯優（yōu）於純聚酰（xiān）亞胺薄膜、單層類珍珠母結構的聚酰亞胺—雲母複合（hé）膜和以往報道的聚酰亞胺基複合材料。此（cǐ）外，其（qí）抗紫外線老化性（xìng）和高溫穩定性也得到明顯提升。
業內人（rén）士認為，這項研究提出的獨特雙層仿珍珠（zhū）母結（jié）構設計策略，為設計（jì）構築其他高性能納米複合材料提供了新思（sī）路。
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