哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所赫曉東教授團(tuán)隊(duì)在多尺度復(fù)合材料方面有了重大突破?蒲袌F(tuán)隊(duì)在國際上首次提出采用化學(xué)方法將碳納米管接枝到碳纖維上,并利用納米操縱技術(shù)定量地測試出單根碳納米管和單根碳纖維之間的接枝強(qiáng)度,從而為多尺度復(fù)合材料的界面增強(qiáng)機(jī)制找到了直接的證據(jù)。這一創(chuàng)新性成果在國際期刊《碳》(Carbon) 2012第12期上發(fā)表,并且以封面形式報(bào)道。審稿人對這一研究成果給予高度評價(jià),評價(jià)該工作具有很強(qiáng)的原創(chuàng)性,為解釋多尺度復(fù)合材料的界面增強(qiáng)機(jī)理找到最為直接的證據(jù)。《碳》是國際專業(yè)期刊,2011年該雜志影響因子為5.38。
這項(xiàng)成果主要由赫曉東教授、王榮國教授、李宜彬副教授以及他們共同指導(dǎo)的博士生王超、彭慶宇一起完成。該項(xiàng)目得到了國家自然基金委科學(xué)基金的支持。
赫曉東教授團(tuán)隊(duì)受樹根結(jié)構(gòu)的啟發(fā),早在2005年就提出了利用化學(xué)法在碳纖維上接枝碳納米管的思想,從而實(shí)現(xiàn)了碳纖維和碳納米管的化學(xué)結(jié)合,經(jīng)過7年的刻苦攻關(guān),可以有效的調(diào)控碳納米管的接枝密度,使碳纖維復(fù)合材料的界面性能提高一倍以上,成果先后發(fā)表在《碳》(Carbon,影響因子5.38,2篇, 發(fā)表于2007年和2012年)、《材料化學(xué)》(Journal of Materials Chemistry,2篇,發(fā)表于2012年,影響因子5.97)、《材料力學(xué)》(Mechanics of Materials,發(fā)表于2012年)等多個(gè)期刊上。
多尺度復(fù)合材料的界面增強(qiáng)機(jī)制是國際上的研究熱點(diǎn),其中碳纖維和碳納米管的接枝強(qiáng)度是影響增強(qiáng)效果最關(guān)鍵的因素,如何定量的表征出這一接枝強(qiáng)度始終是科技工作者的一大難點(diǎn),該團(tuán)隊(duì)利用納米操縱技術(shù)將碳納米管和碳纖維的接枝強(qiáng)度定量的測量出來,為多尺度復(fù)合材料的界面增強(qiáng)機(jī)理找到了最為直接的證據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了碳纖維和碳納米管之間的接枝力是化學(xué)鍵,并非是范德華力。這一創(chuàng)新性成果被國際專業(yè)期刊《碳》以封面形式報(bào)道,也標(biāo)志著我校在這一方面的基礎(chǔ)研究又邁向了一個(gè)新臺階。
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