技能加持下，自然橡胶变身多种新质料
◎本报记者 王祝华 实 习 生 曲怡臻 通信员 谢 翔
自然橡胶是首要的产业弹性原料，其优秀的综合机能使其具备不成替换性，研发新型自然橡胶复合质料是延长其运用领域、拓铺其运用范畴的有用途径。近日，科技日报记者从中国暖带农业科学院(如下简称暖科院)获悉，该院加工所自然橡胶加工研究室在新型自然橡胶复合质料领域一连取患上首要宣誓发展。
研发高导电复合纤维
迈科烯(MXene)具备极高的赝电容机能，是制备储能纤维的优选质料。可是操纵纯MXene制备的纤维韧性差，很难知足特殊质料可体例的要求，限定了其年夜规模出产以及运用。暖科院加工所自然橡胶加工研究室科研团队经由过程在MXene纤维中引进碳纳米管(CNTs)，操纵界面调控以及湿法纺丝技能，突破了高韧性MXene纤维制备技能，研制出了高韧性、高强度、高导电的MXene/CNT复合纤维。
研究功效以“碳纳米管加强的高韧性、高导电MXene纤维状超等电容器”为题发表在国际学术期刊《碳》上。
在此根本上，该科研团队经由过程优化配方、调整工艺，突破了超细自然橡胶纤维以及高导电MXene/自然橡胶复合纤维制备技能。此纤维直径小于200微米，比3根头发丝还细，拉断伸长率高达1200%。
科研团队卖力人陶金龙博士暗示，基于自然橡胶的一连超细多功能弹性纤维技能的攻破，为成长“绿色”超高弹性、可编织以及可穿着的纤维状弹性电子元件提供了优良的根本。
造出可绘制电路的墨水
MXene是制备导电电路以及电子柔性器件的抱负质料之一，可是水溶性的MXene溶液因在室温下容易被氧化而不克不及持久保留。
针对于上述问题，暖科院加工所自然橡胶加工研究室科研团队经由过程溶剂复配策略，突破了室温下可不乱保留的MXene油墨制备技能，研制了具备优良流动性以及书写能力的MXene油墨，并胜利用圆珠笔在柔性基板上绘制电路。这类电路具备快速、正确的触摸性，并可以与水位丈量相应，在柔性电子技能领域存在潜伏运用价值。
该研究以“可直接书写柔性电子产物的情况不乱MXene墨水”为题发表在纳米科学技能研究学术期刊《纳米标准》上。据悉，该科研团队正在加紧推进功效转化，展开“基于自然橡胶/MXene的可印刷柔性复合导电墨水”关头技能研发。
论文第一作者孔娜博士暗示，与含有机溶剂墨水比拟，该复合导电墨水可充实阐扬自然胶乳水溶液绿色环保的上风，实现自然橡胶在柔性功能质料领域的运用。
制备高导电多孔泡沫
修建高功率密度且充放电速率快的储能器件是成长便携式电子装备的关头。MXene作为新型二维高导电质料，其超高电容、优良的机器强度在储能器件设计方面展示出怪异的上风。然而，份子间活性下降，阻碍了电子的转移。
针对于上述问题，暖科院加工所自然橡胶加工研究室科研团队采纳捐躯模板法胜利制备出具备高度互连孔道的MXene泡沫，丰硕的孔道布局有用地扩展了比概况积，为层间的电子挪动提供了足够多的有用位点，加速了电子转移速度。
暖科院加工所张吉振博士先容，相较于今朝商用化的超等电容器，由MXene泡沫所制备的超等电容器体现出了遥高于传统电容器的电化学机能，尤为是在功率以及能量密度上实现了年夜的突破。
该研究功效以“解析孔径尺寸对于MXene泡沫电化学电容机能的影响”为题发表在纳米质料领域国际学术期刊《Small》上。别的，该科研团队以自然橡胶泡沫以及MXene为质料修建了具备优良活络度以及传感区间的柔性应变传感器。
暖科院有关卖力人暗示，暖科院加工所自然橡胶加工研究室已经经在高机能特种自然橡胶原胶加工领域取患上重年夜突破，该研究室还新增设立了新型自然橡胶复合质料标的目的，目的是入一步发掘自然橡胶机能，拓铺其运用领域。