第四百六十五章 干脆用石墨烯算了(1 / 2)
陆语的这一番话语清晰无比。
听完了之后,一众学者们的眉头,皆是微微一皱。
“这么说的话....”
“使用聚乙烯醇作为柔性材料这一条路,真的走不通吗?”
苏晓晓皱了皱眉头,缓缓说道:
“虽然它在抗震、抗冲击方面,有一定问题。”
“可是咱们,也能通过一些专门的方法,来强化它的抗震、抗冲击能力啊。”
“至少...在我之前的构思里,这已经是最适合我们外骨骼设备的一种材料了。”
她将自己得观点,缓缓地表达了一遍。
聚乙烯醇抗震、抗冲击力不足的问题,早在构思这个的初级阶段,苏晓晓就已经发现了。
可是,在深思熟虑了一番之后,她仍旧是选择用聚乙烯醇来作为外骨骼设备的柔性材料构筑,这不是没有原因的。
问题确实有。
但是,在她的设计中,这些问题应该都是有办法解决的才对啊?
“我知道你的意思。”
“但是我大致想了一遍,常规的解决办法,应该都解决不了聚乙烯醇的问题。它的问题出在了材料本身。”
陆语微微颔首,来到了整个会议室的最中央,给大家详细讲解道:
“我想大家应该都知道。聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物,具有良好的柔韧性和透明性,可是首先聚乙烯醇的玻璃化温度较低,约为75~85℃1,在高温下容易软化和变色,失去机械强度。”
“我们的外骨骼设备,是需要适应各个地形、温度的。”
“在寻常的气候下,可能没有那么容易到达它玻璃化的温度。”
“可是....一旦到了沙漠这种极端燥热气候的地形,再加上外骨骼设备自身的热量,超过85°气温,太轻松了!”
“万一出现了玻璃化的问题。”
“整个外骨骼设备的柔性材料,一下子就垮了!这就相当于你的骨头直接熔断了!”
“你们想想,这有多可怕?”
陆语深吸了一口气,继续将自己刚刚得到的实验结果,叙述出来:“不过如此。”
“聚乙烯醇的分子链中含有许多醇基,与水形成氢键,导致它的水溶性较高。当聚乙烯醇遇到水或湿气时,会吸收水分,导致它的结构松弛和膨胀,大幅度地降低了它的抗冲击能力。”
“这又是一个地形的因素。”
“相当于,一旦我们在极端气候下使用聚乙烯醇作为外骨骼设备的柔性材料,比如...高温、潮湿的地形,故障率便会瞬间翻无数倍!”
“另外,聚乙烯醇的分子量和醇解度同样会大幅度地影响它的抗冲击能力。一般来说,分子量越大,醇解度越低,聚乙烯醇的抗冲击能力越高。但是分子量过大或醇解度过低,也会影响聚乙烯醇的柔性和加工性!”
“....”
陆语将弊端缓缓地给大家讲述了一遍。
众人的脸色,瞬间变得复杂无比。
照这么说来,使用聚乙烯醇作为柔性材料的主题,风险确实是有些太大了!
“可...”
苏晓晓犹豫了一下,继续道:
“这些问题,也并非无法解决吧?”
“比如,我们可以通过添加小分子铁电材料,提高聚乙烯醇的介电常数和储能密度。利用小分子铁电材料的自发极化能力,与聚乙烯醇材料原位结晶成膜,形成氢键偶极—电荷积累模型,可以直接地增强了复合薄膜的极化响应和电场耦合效应!”
“只要能制备出具有高介电常数(达到1000)和高储能密度(达到20 J/3)的透明柔性聚合物薄膜,让它具有良好的力学性能和加工性能。”
“抗冲击力的问题,能够很轻松地解决啊!”
苏晓晓将自己脑海中的想法,直接说了出来。
“半对半错。”
陆语摇了摇头,笑道:“你说的确实没错,通过添加小分子铁电材料,确实能够在一定程度上提高聚乙烯醇的介电常数和储能密度。”
“但是,这种方式的局限性,一点也不小!”
小分子铁电材料的加入可能会影响聚乙烯醇的透明性和柔性,因为小分子铁电材料通常具有较高的折射率和较低的弹性模量!而且,小分子铁电材料的稳定性和相容性也需要进一步研究和优化。”
“即使确认了稳定性和相容性,也只能解决分子端的问题。”
“我提到的第一个问题和第二个问题,依旧没有办法解决。”
“那如果使用冷冻干燥和盐析法,直接去制备具有高强度、韧性和耐疲劳性的水凝胶呢?”
苏晓晓皱了皱眉,再度发问道。
“我们用冷冻干燥法在聚乙烯醇水凝胶中形成多孔结构,增加了水凝胶的比表面积和孔隙率,提高了水凝胶的吸水率和弹性恢复能力!”
“同时,再利用盐析法在聚乙烯醇水凝胶中引入离子交联点,增加了水凝胶的交联密度和机械强度,提高水凝胶的抗冲击能力和耐疲劳性!”
“我之前建造过一个初步模型。’
“用这种方法,大概率是可以制备出具有高强度(达到10 MPa)、高韧性(达到10000 J/2)和高耐疲劳性(经过10000次循环加载后仍保持90%以上的强度)的水凝胶,而且具有良好的透明性和生物相容性!”
“这总行了吧?”
苏晓晓眨眼问道。
“还不错嘛。”
陆语的眼眸中流露出了一抹赞许之色,点头道:
“你竟然连盐析法都想到了。”
“不过,盐析法一样存在缺陷。首先是成本方面的问题。”
“它的制备过程太复杂了!
“不但需要控制冷冻温度、干燥时间、盐析浓度等参数,更是需要保证以及水凝胶在不同环境中的稳定性和可靠性!”
“在高温环境中,水凝胶会出现热失水的问题,因为水分的蒸发而失去水分,导致其体积收缩、结构变形、功能下降等问题。根源是水凝胶中的水分与聚合物链之间的相互作用力较弱,无法抵抗外界温度的升高。”
“而在低温环境中,更是会出现冻结—融化循环!”
“说到底,聚乙烯醇的不稳定性依旧没有解决,只是将风险转移到了由聚乙烯醇形成的水凝胶身上。”
“归根结底...”
“问题还是没有解决!”
陆语这番话语一出,苏晓晓瞬间沉默了。
半响后....
“你...那么短的时间,就发现了这些问题?”
她上下打量了一番陆语,有些不敢置信地问道。
之前苏晓晓在华清大学的实验室里构建模型的时候,光是试出盐析法,就花了不少的时间!更何况进一步找出它的问题了!
可陆语这短短一两个小时的时间,就发现了那么多关键性的问题?
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