● 摘要
贝壳的珍珠层由于其杰出的环境稳定性与良好的力学性能而备受关注。因而如何利用简单的制备方法,快速、大面积的生产出具有贝壳一样兼具良好的力学性能与优异的环境稳定性的材料正是当前的研究热点之一。首先,以仿生学理念作为指导,利用真空辅助自组装的方法(抽滤法),成功、快速的以粘土基为“砖”,PVA为“泥”制备了仿贝壳结构层状复合材料,之后利用纳米压痕仪对其进行了微观力学性质的表征,并且利用了一种简单的超疏水修饰的方法对仿贝壳复合材料进行修饰,并探索对比了其修饰前后对环境的稳定性(超疏水以及酸碱等水溶液)以及其他性能(热导率和透氧速率)的差异。之后,进一步利用抽滤法制备了MTM/PVP仿贝壳材料,拓宽了仿贝壳结构材料无机物与有机物的组成。系统的测试了其力学性质。并通过相同的疏水化方法,将制备的仿贝壳薄膜疏水化处理,赋予其良好的环境稳定性。这种抽滤法与疏水化结合的方法还可以进一步拓展,应用于多功能整合的石墨烯、氧化石墨烯仿贝壳复合材料的制备中,使仿贝壳材料的性质、功能与应用得到极大的拓宽。最后,制备了一系列厚度可控,且单分散,具有规整形貌的六方片状Co(OH)2纳米盘,为进一步研究贝壳优异力学性能的原因奠定了基础。并且,对制备的Co(OH)2纳米盘进行了系统的表征。之后通过一系列的实验,研究了各反应参数对Co(OH)2纳米盘质量的影响。并将各个参数进行优化,包括水合肼加入量不同的各种体系反应前驱体的温度,避免熟化作用的发生等。之后将制备的Co(OH)2纳米盘进行了初步的组装,为以后研究无机增强基元厚度对仿贝壳材料宏观力学性能的影响铺平了道路。
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