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Focus: Nouvelle Technologie Pour Les Aérogels De Cellulose Poreuse Gradués Superélastiques Durables

2022/12/26 19:30:00 0

Les aérogels de cellulose sont perturbés par la plasticité structurelle induite par les liaisons hydrogène intermoléculaires, une stratégie qui n'utilise pas la pétrochimie pour préparer des aérogels de cellulose superélastiques en concevant des structures fractionnées à plusieurs échelles.Les parois poreuses de cellulose déshydratée préparées par gravure thermique réduisent non seulement la rigidité et la viscosité, mais guident également la déformation microscopique, soulagent les grandes contraintes locales et empêchent l'effondrement de la structure.Cet aérogel présente une excellente stabilité, notamment une élasticité élevée sur une large plage de température, une résistance à la fatigue (environ 5% de déformation plastique après 105 cycles), une vitesse de récupération angulaire élevée (1475,4°s - 1), supérieure à celle de la plupart des aérogels à base de cellulose.Cette stratégie vertueuse préserve la biosécurité de la biomasse et offre des matériaux de filtration alternatifs pour des applications liées à la santé telles que les masques et la purification de l'air.

Préparation, caractérisation et performance des Acha.A) une représentation schématique de la préparation des Acha en combinaison avec la coulée par congélation et la gravure à chaud.

Une dispersion aqueuse homogène contenant des CNF et des Pha est cryocoulée directionnelle, les canaux directionnels étant établis par extrusion de la dispersion.La gravure thermique des particules de Pha forme des pores secondaires sur les parois cellulaires.B, c) images SEM montrant l'anisotropie et la microstructure hiérarchique de l'Acha.Illustration b) montre un échantillon ultra - léger d'Acha sur un pissenlit.D) Le spectre FTIR montre que la valeur attribuée à C = o dans l'Acha disparaît à 1720 CM - 1, ce qui indique une élimination efficace du Pha.E) fabrication à grande échelle d'Acha de forme personnalisée.F) photo montrant la torsibilité et la récupérabilité de l'Acha à un grand angle de 180°.

Caractérisation des propriétés mécaniques.A - c) Courbes de contrainte - déformation en compression pour trois aérogels de cellulose (DCA, ACA et Acha) à l'essai du cycle de déformation de 50%.

L'illustration montre la rétention de hauteur de l'échantillon correspondant avant et après le test.

D) Réduction de la contrainte, e) déformation plastique et f) coefficient de perte d'énergie sur 10 cycles de compression à 50% de déformation pour les trois aérogels de cellulose, ce qui indique une élasticité optimale de l'Acha.

G) courbe contrainte - déformation de l'Acha pour 105 cycles à 50% de déformation, laissant une déformation plastique de ~ 5%.

H) Taux de rétention élevé des aérogels Acha par rapport aux groupes cellulosiques précédemment rapportés.Le pourcentage entre parenthèses indique la contrainte retenue après l'essai cyclique et le deuxième chiffre indique la référence pertinente.I) photographies montrant la stabilité et l'élasticité de l'Acha à des déformations importantes allant jusqu'à 80% dans l'azote liquide.

Observation des déformations macroscopiques et microstructurales des Acha.

A) Observation SEM de l'Acha après une déformation en compression de 50% et une libération.

B) Représentation schématique de l'interaction du nanomanipulateur FIB - SEM avec la paroi cellulaire.L'image de l'électroscope de balayage in situ est obtenue au cours d'un mouvement lent du nanomanipulateur vers le haut et au contact des parois cellulaires individuelles.

C) Les images électroscopiques à balayage in situ montrent une déformation locale de la paroi cellulaire poreuse de l'Acha, validant la capacité de déformation accrue de la paroi cellulaire poreuse.

D) courber l'image du miroir électrique à balayage de l'Acha, révélant le mécanisme de déformation du côté de la compression et de l'étirement.La direction de flexion est parallèle au canal d'orientation.

E) Une photo de l’acha pliable et recyclable.

F) l'image en temps réel de la caméra haute vitesse montre que l'Acha peut être récupéré d'un virage à un angle de 90 ° en 61 Ms.A) échelle de 500μM, c) échelle de 10μL'échelle M, E, f) est de 1 cm.

Propriétés de filtration de l'air des Acha.A. b) Efficacité d'élimination des PM pour différents échantillons (Acha de 5 mm d'épaisseur, Acha de 10 mm d'épaisseur et masques commerciaux) à des débits de a) 1 L Min - 1 et b) 5 l Min - 1.La direction du flux d'air est parallèle au canal directionnel.C) 30 essais cycliques (1 L Min - 1) ont montré que l'Acha de 10 mm d'épaisseur avait une efficacité stable d'élimination des PM et une chute de pression.D) schéma d'une boîte expérimentale de fumage PMMA maison.PM est produit par une bougie parfumée et la direction du flux d'air est indiquée par une flèche.E) instructions sur le mécanisme d'élimination et f) Un électroscope à balayage d'Acha de 10 mm d'épaisseur après l'expérience de fumage a montré les pmms absorbés.Ce qui est inséré dans f) est l'échantillon après l'essai.L'échelle de l'arrangement floral est de 1 cm.