仿生复合玻璃表现出不俗的隔热和抗冲击性能
科技日报记者 吴长锋
记者25日从中国科学技术大学获悉,仿生复合该校倪勇教授、玻璃表现何陵辉教授研究团队结合仿贝壳珍珠层结构和剪切变硬智能材料,出不冲击提出了一种综合应用性能提升的隔热仿生复合玻璃材料。这种复合玻璃材料在保持透明度的和抗同时,还表现出不俗的仿生复合隔热性能和抗冲击性能。相关研究成果日前发表于国际期刊《先进材料》上。玻璃表现
块体玻璃能够在透光的出不冲击同时分隔内外部环境,是隔热人们日常生活中不可或缺的重要结构材料。然而,和抗玻璃的仿生复合隔热性能较差,并且在冲击作用下容易发生灾难性破碎,玻璃表现抗冲击耗能有限。出不冲击在外部温度变化和碎片撞击情况下,隔热玻璃往往成为建筑物、和抗交通工具以及电子设备中最薄弱的组件。
自然贝壳中的珍珠层在准静态或低速冲击加载下,能够通过砖块滑动机制耗散能量。然而随着冲击速度的增大,仿贝壳结构的抗冲击性能提升有限。相反,剪切变硬材料在冲击加载下会显示出应变率相关的增强效应,能够在高速冲击下耗散大量冲击动能。在深入理解仿贝壳结构与剪切变硬材料的率相关力学性能的基础上,研究团队构建了仿生复合玻璃材料。该材料结合了仿贝壳结构的低速抗冲击性能优势与剪切变硬材料的应变率强化性能优势,力学仿真分析发现仿贝壳结构面板的离域化变形可以进一步促进剪切变硬夹芯层的大范围损伤耗能。仿贝壳结构与剪切变硬材料的协同耗能作用,显示出1+1>2的效应,使复合玻璃在更大范围的冲击速度下呈现出更好的抗冲击性能。
此外,仿生复合玻璃还显示出良好的隔热性能。仿贝壳结构面板通过特殊的砖块-灰泥排布结构降低面外热传导,与低热导率的剪切变硬材料共同作用,提高了仿生复合玻璃的隔热性能。与目前广泛使用的块体玻璃、夹层玻璃和中空玻璃相比,仿生复合玻璃在透明、轻质、抗冲击、隔热等综合应用性能上显示出优越性。
(中国科大供图)
- ·2024年我国将继续推进“钢铁应用拓展计划”
- ·国网西宁供电公司QC成果获国际质量管理小组会议金奖
- ·寒潮蓝色预警提示:我国大部地区将经历显著降温
- ·全国最大电网侧共享储能电站全面投入商运
- ·中国科学家合成新核素锇
- ·海南发布金融人才队伍建设三年行动计划
- ·第十八届中俄生物医药论坛暨向北开放学术交流会议在俄举行
- ·聚集全球优质资源,山东打造高端装备产业高地
- ·全球1/3次盆地将严重缺乏清洁水源,受影响人数或增加30亿
- ·从端牢中国饭碗看粮食安全“加减法”
- ·空间站第五批科学实验样品下行并交付科学家
- ·国家邮政局:快递迎业务旺季 四天揽收超20亿件
- ·近三年银行机构向脱贫地区累计发放贷款19.7万亿元
- ·第六届中国国际进口博览会新闻中心今日正式启用
- ·国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”命名交付 我国集齐造船业三颗明珠
- ·保护传承弘扬黄河文化专项基金在河南郑州正式启动