第180章 造物主都没有你这么大胆!(6k)(5 / 6)
周宇放下笔,拿起手边的快乐肥宅水,习惯性地抿了一口。
不行,光坐看可想不出东西来。
周宇开始在网络上查找相关的论文,
他发现了一本生物材料表面改性的在线期刊。
封面上是一张经过特殊处理的骨骼植入物图片,上面布满了微小的孔洞,以及一些模糊的化学基团示意图。
“表面改性”周宇喃喃自语,大脑开始飞速运转。
锯合金的成功,除了晶粒控制,还在於稀土元素的引入,这些元素在晶界处形成了特定的第二相,有效提升了晶界强度。
那么,碳纳米管呢它的界面在哪
碳纳米管表面通常是惰性的,这使得它很难与聚合物、金属等基体形成牢固的化学键虽然可以通过氧化处理引入羧基、羥基等,但这些含氧基团往往会损伤碳纳米管的结构完整性,降低其本徵性能,而且在高温下稳定性也欠佳。
周宇的大脑里开始进行了一场高速的化学反应。
他想到了生物材料的仿生设计,很多生物材料的表面都会通过引入特定的官能团,来改变其亲疏水性,增强与细胞的结合。
这与碳纳米管复合材料中纳米管与基体的界面结合,本质上是相似的问题。
“如果-我们不在纳米管骨架上开刀,而是有选择性地、温和地改变其表面化学性质呢”
周宇自言自语道。
什么和碳原子具有相似的尺寸。
周宇灵光一闪。
是—氮原子。
氮原子在碳材料中的掺杂或表面修饰,在催化、储能等领域都有广泛应用。
重要的是,氮原子与碳原子具有相似的尺寸,可以很容易地取代碳晶格中的碳原子,
或者以各种官能团的形式吸附在碳纳米管表面。
“氮原子具有孤对电子,可以形成路易斯硷性位点,这会显著改变碳纳米管的电子结构和表面活性!”周宇眼中精光闪烁。
他迅速在白板上写下几个含氮基团的结构式:吡啶型氮、吡咯型氮、石墨型氮,以及氨基、醯胺基等。
“这些含氮基团,尤其是氨基,具有很强的亲水性和反应活性。”
周宇一边思考,一边在白板上画著这些基团如何与聚合物基体中的活性位点形成共价键,或者与金属基体形成配位键。
“更重要的是,含氮基团的引入,特別是吡啶型氮或吡咯型氮的掺杂,能诱导碳纳米管表面產生缺陷位点,从而增加其活性吸附能力。”
“这可能有助於我们之前设想的缺陷工程化,让无定形碳颗粒或其他增强相更好地锚定在这些含氮缺陷位点上,形成更稳定的界面结合!”
周宇兴奋地在白板上圈出表面修饰含氮基团几个字,並在旁边画了一个箭头,指向均匀分散与界面强化那一栏。
“是的,就是它!”
他猛地一拍手:“通过等离子体处理、化学气相沉积或湿化学法,在碳纳米管表面引入可控的含氮官能团。”
“这样既能保持碳纳米管自身的结构完整性和高热导率,又能大幅提升其与聚合物或金属基体的相容性,形成更牢固的界面,而且,这些含氮基团在高压高温环境下,可能比含氧基团更稳定!”
他立刻转身,对著小苔蘚发布了新的指令:“小苔蘚,重新跑一下模型!现在加入碳纳米管表面含氮基团修饰的参数,分析不同类型、不同密度的含氮基团,如何影响碳纳米管与基体的界面结合强度、热量传递效率,以及在复合材料中对力学性能和热膨胀係数的贡献!”
【新指令已接收,正在重新建模,预计计算时间:203
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