グラフェン エアロゲルは、非常に軽量、高気孔率、良好な導電性などの有利な特性を備えていますが、圧力センサーの開発にグラフェン エアロゲルを使用しようとしたエンジニアはいくつかの困難に直面しました。
画像クレジット: Nano Letters 2024
具体的には、これらの材料の多くは本質的に硬い微細構造を備えているため、ひずみ感知能力に制限が生じます。西安交通大学、ノーサンブリア大学、UCLA、アルバータ大学、その他の研究機関の研究者らは最近、この制限を克服するためにエアロゲルメタマテリアルを合成するための新しい製造戦略を導入しました。この戦略は、人間の接触や動きに対して顕著な感度を示す、耐久性のある酸化グラフェンベースのエアロゲル メタマテリアルを製造します。
酸化グラフェンベースのメタマテリアルを製造するためのチームの戦略は、凍結乾燥として知られる脱水技術の使用と、アニーリングとして知られる熱処理プロセスの 2 つの重要なステップに基づいています。
科学者らは、プレ溶液にはハニカム型の断面を構築するためのグラフェンの「接着剤」として機能する特定の化学物質も含まれており、専用の平面上の断面の構造構成は熱アニーリングによって実現され、調整可能であると説明した。マイクロ/ナノメカニクスによる。この単純な戦略を使用して、最初の試行で座屈断面が達成されたと報告されています。
研究チームは、提案した製造戦略を使用して、異方性架橋キトサンと還元酸化グラフェン (CCS-rGO) エアロゲル メタマテリアルを合成しました。この材料は、顕著な指向性超弾性、並外れた耐久性、優れた機械的および電気的性能、長い感知範囲、および 121.45 kPa-1 の刺激に対する非常に高い感度を示すことが判明しました。
研究チームは現在、さまざまな技術応用に向けた有望なメタマテリアルの開発を目的としたさらなる研究を行っている。将来的には、彼らが提案した製造戦略は、追加の酸化グラフェンベースのエアロゲルメタマテリアルの合成に貢献する可能性があり、それによって高度なヘルスケアや人工器官のヒューマンマシンインターフェースが進歩する可能性があります。
このようなセンサーのもう 1 つの開発トラックは風力エネルギーです。同チームは、新しい海洋トライボロジーを推進するために、新たに受賞した EU COST Action CA23155 にその材料/センサー研究を適用する可能性を検討しています。このプロジェクトは、ネットゼロと持続可能性という世界目標に貢献する洋上風力エネルギーに焦点を当てています。
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#研究者が改良されたグラフェンエアロゲルの製造戦略を開発
2024-10-20 04:00:00