來源：中國国产精品免费福利樹（shù）脂（zhī）網 2021-12-13 11:58:32
近日，受天然珍（zhēn）珠母“磚—泥”層（céng）狀結構的啟（qǐ）發，中國科學技（jì）術大學俞書宏院士團隊研製出一（yī）種新型（xíng）航天器外層防護材料——聚酰亞胺—納米雲（yún）母複合膜。這種新材料由於采用了獨特的仿生（shēng）設計，其力（lì）學（xué）性能和空間（jiān）極端環境耐受性均得（dé）到（dào）顯著提升，有望取代現有的聚酰亞（yà）胺基複合膜材料。
聚酰（xiān）亞胺薄膜因其優異（yì）的力學性能、絕佳的熱穩定性和突出的（de）耐化學性，而成為太空探測（cè）器防護服的絕（jué）佳材料。然而，與其他碳氫聚合物一樣（yàng），該材料在太空環境（jìng）中也極易受到原子氧攻擊，導（dǎo）致物理和力學性能急劇下（xià）降，目前還（hái）沒有很好的解決手段。此外，宇（yǔ）宙射線輻射和空間碎片（piàn）撞擊等極端環境也對其穩定性（xìng）提出嚴峻的考驗。
俞書宏團隊受天然珍珠母的“磚—泥”層狀結構啟發，利用前期開發的具有優異力學性能和紫外屏蔽功能（néng）且可大規模製備（bèi）的納米（mǐ）雲母片作為（wéi）構築基元，與（yǔ）聚酰亞胺前驅體共組裝得到聚酰亞胺—納米雲母複合膜，利用雲母的優越本征特性來彌補聚酰亞胺的不足（zú）。區別於以（yǐ）往仿（fǎng）珍（zhēn）珠層納米複合膜的單層結構設計，研究人員通過改變組分配比，借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，使其頂層具有更致密的納米雲母片。這（zhè）種（zhǒng）設計策（cè）略不但實現（xiàn）了材料力學性能的有效提升，而且使其上表（biǎo）麵對原子氧、紫外輻射和空間碎片等具有更高的抵抗性（xìng）能。
研究表明，這種新型仿生複合膜的拉伸強（qiáng）度、楊氏模量和表麵硬度（dù）分別為125兆帕（pà）、2.2吉帕和0.37吉帕，比純（chún）聚（jù）酰亞胺膜分別高出45%、100%和68%。由於獨特的雙（shuāng）層類珍珠母結構以及雲母納米片的固有性能優勢，雙層聚（jù）酰亞胺—納米雲母複合膜（mó）表現出更優越（yuè）的原子（zǐ）氧耐受性，明顯優於純聚酰亞胺薄膜、單層（céng）類珍珠母結構的聚（jù）酰亞（yà）胺（àn）—雲母複合膜和以往報道的聚酰亞胺基複合材料。此外，其抗紫外線老化性和高溫穩定性也（yě）得到明顯提升。
業內人士認為，這項研究（jiū）提（tí）出的獨特雙層仿珍珠母結構設計策略（luè），為設計構築其他高（gāo）性能納米複合材料提供了新思路。
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