哈爾濱工業大學航天學院復合材料與結構研究所赫曉東教授團隊在多尺度復合材料方面有了重大突破。科研團隊在國際上首次提出采用化學方法將碳納米管接枝到碳纖維上,并利用納米操縱技術定量地測試出單根碳納米管和單根碳纖維之間的接枝強度,從而為多尺度復合材料的界面增強機制找到了直接的證據。這一創新性成果在國際期刊《碳》(Carbon) 2012第12期上發表,并且以封面形式報道。審稿人對這一研究成果給予高度評價,評價該工作具有很強的原創性,為解釋多尺度復合材料的界面增強機理找到最為直接的證據。《碳》是國際專業期刊,2011年該雜志影響因子為5.38。
這項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的博士生王超、彭慶宇一起完成。該項目得到了國家自然基金委科學基金的支持。
赫曉東教授團隊受樹根結構的啟發,早在2005年就提出了利用化學法在碳纖維上接枝碳納米管的思想,從而實現了碳纖維和碳納米管的化學結合,經過7年的刻苦攻關,可以有效的調控碳納米管的接枝密度,使碳纖維復合材料的界面性能提高一倍以上,成果先后發表在《碳》(Carbon,影響因子5.38,2篇, 發表于2007年和2012年)、《材料化學》(Journal of Materials Chemistry,2篇,發表于2012年,影響因子5.97)、《材料力學》(Mechanics of Materials,發表于2012年)等多個期刊上。
多尺度復合材料的界面增強機制是國際上的研究熱點,其中碳纖維和碳納米管的接枝強度是影響增強效果最關鍵的因素,如何定量的表征出這一接枝強度始終是科技工作者的一大難點,該團隊利用納米操縱技術將碳納米管和碳纖維的接枝強度定量的測量出來,為多尺度復合材料的界面增強機理找到了最為直接的證據,實驗結果證實了碳纖維和碳納米管之間的接枝力是化學鍵,并非是范德華力。這一創新性成果被國際專業期刊《碳》以封面形式報道,也標志著我校在這一方面的基礎研究又邁向了一個新臺階。

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