來源：中國妖精影院樹脂網 2021-12-13 11:58:32
近日，受天然珍珠母“磚—泥（ní）”層狀結構的啟發，中國科學技術大學俞書宏院士團隊研製出一種新型航天器外層防護材料——聚酰亞胺—納米（mǐ）雲母複合（hé）膜（mó）。這種新材料由於采用了獨特的仿生設計，其力學性能和空間極端環境耐受性均得到顯著提升，有望取代現（xiàn）有的聚酰亞胺基複合膜材料。
聚酰亞胺薄膜因其（qí）優（yōu）異（yì）的力學性能、絕佳的熱（rè）穩定性和突出的耐化學（xué）性，而成為太空探測器防（fáng）護（hù）服的絕佳材料。然而，與其他碳氫聚（jù）合物一樣，該材料在太空環境中也極（jí）易受（shòu）到原子氧攻擊（jī），導（dǎo）致（zhì）物理和力學性能急劇下降，目前還沒有很好的解決手段。此外，宇宙射線（xiàn）輻射和空間碎片撞擊（jī）等極端環境也對其（qí）穩定性提（tí）出（chū）嚴峻的考驗。
俞書（shū）宏團隊受天然珍（zhēn）珠（zhū）母的“磚—泥（ní）”層狀結構啟發，利用（yòng）前期開發的具有優異力（lì）學性能和紫外屏蔽功能且可大規模製備的納米雲母片作為構築基元，與（yǔ）聚酰亞胺前驅體共組（zǔ）裝得到聚酰亞（yà）胺—納米（mǐ）雲母複合膜，利用雲母的優越（yuè）本征特性來彌補（bǔ）聚酰亞胺的不足。區別於以往仿珍珠層納米複合膜的單層結構設計，研究（jiū）人員通過改變組分配比，借（jiè）助噴塗與熱固化聯用法構築了具有雙層類珍珠層結構的聚酰亞胺—納米雲母複合膜，使其頂層具有更（gèng）致密的納米雲母片。這種設計策略不但實現了材（cái）料力學性能（néng）的有效提升，而且（qiě）使其（qí）上表麵（miàn）對原子氧、紫外輻射和空間碎片等具有更高的抵抗（kàng）性能。
研究表（biǎo）明，這種新型（xíng）仿生（shēng）複合膜的拉伸強度（dù）、楊氏模量和表（biǎo）麵硬度（dù）分別為125兆帕、2.2吉帕和0.37吉（jí）帕，比純聚酰亞胺膜分別高出45%、100%和68%。由於獨特的雙層類珍珠母結構以及雲母納米片的（de）固有（yǒu）性能優勢，雙層聚酰亞胺—納（nà）米雲母複（fù）合膜表（biǎo）現出更優越的（de）原子氧耐受性，明顯優於純聚酰亞胺薄膜、單層類珍珠（zhū）母結構的聚酰亞（yà）胺—雲母（mǔ）複合膜和以往報道的聚酰亞胺基複合材料（liào）。此外，其（qí）抗紫外線老化性和高溫穩定性也得到明顯提升。
業內人士認為，這項研究提出的獨特雙層仿珍珠（zhū）母結構設計策略，為（wéi）設計構築其（qí）他高（gāo）性能納米複合材料提供（gòng）了新思路（lù）。
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