《可拉伸热塑性弹性体光纤,用于测量极端变形》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-12-11
  • 光学和机械性能耦合的先进材料的设计是材料科学的一个重要挑战;特别是软材料在光学中的应用近年来引起了人们的极大兴趣。软光学系统在传感方面尤其适用,因为大的重复变形需要动态响应材料。在这里,可拉伸的阶跃折射率光纤,能够可逆地承受高达300%的应变,当引导光,被证明。采用连续可伸缩的熔体流动工艺对两种热塑性弹性体进行共挤压,从而形成纤维的高折射率核心-低折射率包层结构。纤维通过拉伸、弯曲和压痕的变形会引起可检测的、可预测的、可逆的和波长相关的光传输变化。有关纤维力学和光学特性耦合的定量知识构成了基于纤维的传感器设计的基础,这些传感器能够可靠地评估极端的机械刺激。光纤在传感场景中的应用在膝关节支撑用于持续的膝关节运动跟踪,手套用于控制虚拟手模型,和网球拍能够定位球的冲击。这种装置可以大大改进对康复、运动和其他需要可靠监测大变形的地方的人体运动的定量评估。

    ——文章发布于2018年12月07日

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  • 《从三井化学在北美新建热塑性烯烃弹性体工厂,看其全球战略布局》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-06-27
    • 日本三井化学总裁兼首席执行官Tsutomu Tannowa,最近在公司总部举行的一次活动上,讨论了该公司最近的财务业绩和今后的发展前景,并宣布该公司将进一步扩大Tafmer热塑性烯烃弹性体业务。 三井化学公司近段时间一直在研究Tafmer新工厂的建设问题,该工厂将主要用于解决汽车聚丙烯(PP)级的冲击改性,以及用于包装、电线电缆和工程塑料改性等应用问题。除了北美以外,中国和新加坡被视为新工厂的潜在选址。借助其优越的地理位置,三井化学公司已经在新加坡运营了两个年产10万吨的Tafmer工厂。 从市场角度来看,北美似乎是首选地,但极高的建设成本仍然是一大阻力。根据Tannowa的说法:“北美的建设成本还没有出现下降的迹象,但我们正在从不同的角度进行审查。例如,我们可以通过在一个建设成本低廉的地区建造一座过渡工厂,待到最后阶段再将其转移到目标选址,从而大幅降低建设成本。” 就北美市场而言,三井化学公司指出,尽管北美汽车产量增长乏力,但使用大量塑料的运动型汽车(SUV)和皮卡车的产量正在逐步增加。“减重一直是汽车发展的趋势,我们预计未来每辆汽车所用到的树脂量将继续增加。关于向电动汽车(EV)的转变,由于电源从[汽油]发动机转变成了[电动]发动机,为了大幅降低材料的热阻,汽车机罩和其他部分可以采用聚丙烯材料。我们正计划就这一想法提出可行方案,”Tannowa说。 与此同时,三井化学公司在欧洲也有着自己的布局,待到2020年6月,在荷兰的一家新工厂将开始大批量生产聚丙烯化合物。“我们预计,该厂在正式运营后其产量将立即上升到最高水平,达到30,000吨。”Tannowa说。 镜头回到北美,三井化学公司指出,由于包括物流基础设施在内的一系列问题,将页岩衍生聚乙烯出口到其他亚洲国家是相当困难的。Tannowa说:“目前,北美产品仅占中国进口聚乙烯总量的6%左右,因此其页岩衍生品对此不会产生重大影响。”
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-05-07
    • 软材料是可穿戴电子设备和软体机器人的关键组分。制备软材料的常见策略是将无机填料和柔软的聚合物混合来形成结合了聚合物的机械性能和无机填料的电气性能、热性能的复合材料。然而,这种策略的局限性在于需要加入大量填料提高电气性能或者热性能,这经常导致聚合物的机械性能变差,导致软材料的刚性变强、弹性变弱。 Gallone 等人用填料提高了硅酮弹性体的介电常数,但降低了机械性能。用液态金属液滴取代填料是不错的选择。含有液态金属的弹性体复合材料结合了硅酮橡胶的柔性、弹性和高介电常数、高热导率、断裂韧性。这种复合材料已经通过共晶镓铟的微米级液滴的多分散悬浮液合成而得。然而,这种材料的缺陷是由其非均一的微观结构导致的介电击穿强度的降低。用亚微米级液滴取代微米级液滴可以提高这种材料的介电常数和保持弹性体的介电击穿强度不变。液体金属液滴的尺寸除了对这种材料的介电击穿强度有影响外,还对机械性能产生影响。 成果简介 近日,美国卡内基-梅隆大学卡梅尔-马杰迪教授在期刊Advanced Materials上报道了一系列可拉伸的液态金属-弹性体纳米复合材料,研究了液态金属的尺寸对这些材料的介电性能和机械性能的影响。纳米尺度的液态金属能提高这些材料的介电常数,不显著降低它们的弹性柔度、可拉伸性和介电击穿强度。相反,微米尺度的液态金属也能提高这些材料的介电常数,却显著降低它们的介电击穿强度。 作者团队制备了液态金属液滴直径不同的液态金属-弹性体纳米复合材料,并研究了液滴直径对这些材料的机械性能和介电性能的影响。液滴直径为10µm的这些材料的介电击穿强度随着液态金属的体积分数的增加而显著降低。相反,液滴直径分别为1 µm和100 nm的这些材料的介电击穿强度呈现更稳定的线性的降低。液滴直径较小的这些材料保留了聚合物基体的拉伸性。而且,直径较小的这些材料产生刚性。最后,这些材料普遍呈现出高弹性行为和可忽略的机械滞后。这些材料的机械性能和介电性能使这些材料对软材料驱动、能量存储、能量采集产生变革性影响。 文献链接:A Liquid‐Metal–Elastomer Nanocomposite for Stretchable Dielectric Materials (Advanced Materials ,2019,DOI: 10.1002/adma.201900663 )