4月23日,记者从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队近日在《材料研究述评》上发表了一篇评述论文,系统总结了团队近十五年来在酚醛基低维纳米材料和宏观新材料的设计、合成方法、结构调控和应用方面所开展的研究工作。文章呼吁,给予这一传统材料更多关注,相信它伴随着新技术的发展可以给人们带来新的惊喜,同时也期望能够激发更多酚醛化学在更广泛的跨学科应用方面的探索。
酚醛树脂是人类历史上第一种人工合成塑料,自诞生以来已经历了一个世纪。上个世纪以来,尽管高性能工程塑料的持续涌现加速了酚醛树脂的替代,但因其具有机械性能、电绝缘性、防火性和化学稳定性等方面的优势,在民用制品、建筑材料、装饰和军工领域中仍然占有一席之地。
该评述阐述了酚醛树脂的基本属性及其合成机理,并展示了该材料在纳米技术领域的创新应用。通过利用酚、醛化学特性,实现了在微观尺度上设计和控制纳米/微米结构和化学组成,从而研制了一系列结构精美的功能纳米复合材料。这些新型结构材料展现出的性能远超传统的酚醛块状产品,极大地提高了酚醛树脂的性能和附加值。
研究团队在评述中指出,现代纳米技术的发展为这个有着世纪历史的传统材料提供了“老树发新芽”的机遇。
图1.酚醛聚合制备低维纳米复合材料、宏观块材等先进材料及其应用
该团队还开展了基于酚醛树脂复合材料的宏观尺度材料的系统性研究,成功制备了具有轻质、多孔特性的酚醛气凝胶及其衍生气凝胶,优异的热绝缘和耐火能力使其在众多领域具有应用价值。受天然木材启发,研究团队制成了既有力学性能,又具备高耐腐蚀性和隔热防火功能性的复合材料,为建筑、新能源汽车和航空航天等领域提供了新的材料选择。
图2.酚醛树脂基仿生人工木材。(a)制备过程示意图。(b)微观结构。(c)轻质高强力学性能。
(d-e)防火隔热性能
该评述不仅展示了酚醛树脂在现代科技发展下的巨大潜力,更为其在高性能工程塑料领域的应用前景打开了新篇章,对于酚醛树脂的未来应用和开发提供了新的视角,包括绿色合成、大规模制造、可持续发展和新视角的复合材料,预示着其在多学科交叉应用领域的广阔前景。
(安徽之声记者许晖,图片来自中国科大)
2024-04-23
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