本研究探索了用多壁碳纳米管 (MWCNT) 增强的聚乳酸 (PLA) 复合材料的机械性能,重点研究了它们在三角形、倾斜和弯曲支架几何形状中的性能。拉伸试验表明,拉伸应力随 MWCNT 浓度增加而增加,最高可达 3 wt.%,但在 5 wt.% 时降低。较低浓度下机械性能的提高归因于 PLA 基质内 CNT 的均匀分散,从而促进了有效的负载传递。相反,在 5 wt.% 时,MWCNT 团聚会破坏基质的连续性,导致机械性能下降。CNT 与负载方向的对齐会显著影响性能,0° 打印角度由于优化的负载传递而产生更高的拉伸强度。支架的几何结构进一步影响挠度行为;观察到最大挠度随着 MWCNT 含量的增加而降低,特别是在 3 wt.% 时,但在 5 wt.% 时略有增加,表明由于聚集导致刚度降低。这项工作强调了 CNT 浓度和几何设计在优化 PLA/MWCNT 复合材料的机械特性中的重要性;揭示了改变几何形状如何影响应力分布对整体性能的影响。
摘要本研究研究了用多壁碳纳米管(MWCNT)加强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料的机械性能,以在运动保护齿轮中应用。目标是(1)系统地评估MWCNT载荷水平和对齐对拉伸,压缩,硬度和影响特性的影响; (2)确定用于平衡增强的最佳MWCNT含量范围; (3)探索可扩展的制造方法。MWCNT/TPU复合材料具有0.5-4 wt%的负载,通过溶液混合和压缩成型预先折扣。机械测试显示出显着改善,有62 MPa拉伸强度(+19%),507 MPa模量(+23%)和1-4 wt%MWCNT的撞击能量吸收增加10%。MWCNT对齐进一步增强了性能,而高于2 wt%的负载显示一些封闭。微结构表征证明了良好的MWCNT分散和界面键合。结果表明,低MWCNT添加可以大大提高TPU的强度,刚度和撞击性。这表明开发了具有改善能量吸收和硬脑膜功能的头盔和垫子(例如头盔和垫子)的高级,轻巧的运动保护设备的巨大潜力。未来的工作将着重于针对特定齿轮应用的复合处理和设计。
摘要 — 本文第一部分介绍了 5 纳米碳纳米管场效应晶体管 (CNFET) 静态随机存取存储器 (SRAM) 单元的尺寸和参数优化。在此基础上,我们提出了一种由原理图优化的 CNFET SRAM 和 CNT 互连组成的碳纳米管 (CNT) SRAM 阵列。我们考虑由金属单壁 CNT (M-SWCNT) 束组成的 CNFET SRAM 单元内部的互连来表示金属层 0 和 1 (M0 和 M1)。我们研究了考虑 CNFET 器件、M-SWCNT 互连和金属电极钯与 CNT (Pd-CNT) 触点的 CNFET SRAM 单元的布局结构。探索了两种版本的单元布局设计,并在性能、稳定性和功率效率方面进行了比较。此外,我们实现了一个 16 Kbit SRAM 阵列,由提出的 CNFET SRAM 单元、多壁 CNT (MWCNT) 单元间互连和 Pd-CNT 触点组成。这种阵列表现出明显的优势,其读写总能量延迟积(EDP)、静态功耗和核心面积分别为采用铜互连的7nm FinFET-SRAM阵列的0.28×、0.52×和0.76×,而读写静态噪声裕度分别比FinFET高6%和12%。
摘要:近年来,碳纳米管(CNT)已作为材料出现,这些材料经常用于制备具有导电或高级介电特性的聚合物纳米复合材料,因为它们的独特特性(包括高温和电导率),包括高度和稳健的材料,具有很高的长度至直径比例。但是,在使用这些材料的聚合物纳米复合材料制备过程中,遇到了一些问题。主要问题之一是,在准备这些导电材料或将它们添加到聚合物中后,由于它们的导电结构,它们倾向于聚集,形成团聚。因此,在这项研究中,首先,多壁碳纳米管(MWCNT)用多苯胺(PANI)的导电形式(随后,聚(Dimethyl Siloxane)(PDMS)聚合物聚合物纳米复合膜功能化,具有不同浓度的多型多壁碳Nanotubes的浓度。然后,表征了膜的结构,形态,电和介电特性。仅添加了1.5%的PANI-CNT,在1 Hz时,PDMS的介电常数增加了47倍。此处介绍的介电膜可用于电容器,柔性电子,介电弹性体和人造肌肉应用。关键字:碳纳米管(CNTS),导电聚合物,介电,聚苯胺(PANI),聚合物纳米复合材料,聚(二甲基Siloxane)(PDMS)
摘要碳纤维(CF)的复合材料的使用越来越重要,因为它们在航空航天,汽车,建筑,体育和休闲等高端分节中的应用都越来越重要。但是,他们目前的高生产成本,高碳足迹和降低的生产能力将其用于高性能和奢侈品应用程序。CF生产总成本的大约50%是由于聚丙烯硝基烯(PAN)前体纤维(PF)的热转化为CF,因为它涉及在大型炉中使用高能量消耗和低加热效率。研究了这种情况,本研究建议在本研究中使用微波炉(MW)加热将PF转换为CF。这是科学和技术上具有挑战性的,因为PF没有吸收微波能量。虽然MW血浆已用于碳化纤维,但血浆的高温才能实现碳化,而不是纤维的MW吸收。因此,这项研究首次表明了如何通过使用新型微波(MW)启发器纳米纳米化方法在几秒钟内达到碳化温度> 1000°C,该方法是通过通过多沃尔碳纳米纤维(MWCNTS)在pf表面上开发的。值得注意的是,这些CF可以在廉价的家用微波炉中产生,并且具有与常规加热产生的CF相当的机械性能。此外,这项研究还提供了生命周期和环境影响分析,该分析表明,MW加热将基于木质素的CF产生的能源需求和环境影响分别降低了66.8%和69.5%。
神经形态计算,又称受脑启发的计算,由于其构建模块能够同时记忆和处理数据,因此能耗较低。[2] 目前,人工神经网络在图像识别、[3] 音频识别、[4] 蛋白质结构揭示和材料发现等复杂的计算机器学习任务中展现出优势。[5] 这些机器学习任务依赖于大量数据和高速数据分析。因此,与传统的冯·诺依曼架构相比,模仿生物大脑基本要素——神经元和突触的受脑启发的计算架构正在成为复杂机器学习任务的计算解决方案。在实现神经形态计算的元器件中,可以作为光电神经形态计算机构建模块的光电子器件需要新型材料来制作电路级和纳米级的器件。碳纳米管 (CNT) 因其优异的机械和电学性能而常用于电子设备。[6] 与以单层或多层膜形式用于设备的二维石墨烯材料不同,一维 CNT 在电路级和纳米级设备应用中具有更好的潜力。作为一种具有高载流子迁移率的电气材料,CNT 用于构建场效应晶体管和计算机。[7] 尽管 CNT(包括多壁 CNT (MWCNT))具有优异的电学性能,但它们对光的响应较弱,不适合
摘要一种称为氢进化辅助(HEA)电镀的新型技术,与Galvanostatic的常规电镀方法相比,铜的沉积速率已显着增强,为将设备直接整合到织物上,从而开发了新的场所,从而导致了有用的可耐磨性电子产品的开发。HEA可用于在多壁碳纳米管(MWCNTS)涂层模板轨道和焊接表面上的电子设备(SMD)上两种打印铜轨道,可用于此类轨道,以证明其多功能性用于特定应用,用于特定的施用织物造成损耗。但是,在这个项目中,我们研究了铜沉积是如何使用1000 Denier涂层的Cordura Nylon,层压层的聚酯Ripstop和100%Virgin Vinyl在氢进化技术的情况下进行的。硫酸纯硫酸盐(CUSO 4)和硫酸(H 2 SO 4)用作培养基,通过在-2.0V之间应用-2.0V之间的电压在0.1mm的多壁碳纳米管轨道上进行横向沉积,该电压范围为-2.0V,使用电势可以利用圆柱电压仪的技术来实现级别的序列技术,以实现序列的序列。使用扫描电子显微镜(SEM)观察到相对于所使用的织物类型的织物的结构和铜沉积物的变化。关键词:氢进化有助于(HEA)电镀;铜电沉积;可穿戴电子设备;多壁碳纳米管;面料。导致各种引言以及可穿戴和柔性电子设备开发的优势,对使用无数应用的轻质,灵活和可穿戴的人类和环境监测系统的需求不断增长[1]。在不同的技术和方法中,通过铜电沉积可穿戴技术市场对织物上的导电模板(即电路布局)进行模式,这已经推动了过去几年中现场讨论过的主题之一,可以导致开发不同可穿戴和灵活的电子产品。
摘要:研究粘稠的甘醇二甲醚溶剂可能有助于寻找安全的电解液以促进锂硫 (Li-S) 电池的应用。因此,本文对使用不易燃的四乙二醇二甲醚添加低粘度 1,3-二氧戊环 (DOL) 的电解液进行了彻底研究,以实现可持续的 Li-S 电池。该电解质的特点是低可燃性、约 200°C 的热稳定性、25°C 时离子电导率超过 10 − 3 S cm − 1、Li + 迁移数约为 0.5、电化学稳定窗口从 0 至约 4.4 V vs Li + /Li,Li 剥离沉积过电位为 ∼ 0.02 V。DOL 含量从 5 wt % 逐渐增加到 15 wt % 会提高 Li + 运动的活化能,降低迁移数,稍微限制阳极稳定性,并降低 Li/电解质电阻。该电解质用于 Li − S 电池,其复合材料由硫和多壁碳纳米管以 90:10 的重量比混合而成,利用了优化的集流体。对阴极的结构、热行为和形貌进行了初步研究,并在使用标准电解质的电池中使用。该电池可进行超过 200 次循环,硫负载增加至 5.2 mg cm − 2,电解质/硫 (E/S) 比降低至 6 μ L mg − 1 。随后将上述硫阴极和基于甘醇二甲醚的电解质组合成安全的 Li − S 电池,其循环寿命和输出容量与研究浓度范围内的 DOL 含量相关。关键词:Li − S 电池、甘醇二甲醚电解质、低可燃性、MWCNT、集电器、E/S 比
用于汽车应用的热塑性碳纤维织物增强聚合物复合材料,人们对开发热塑性碳纤维织物增强聚合物(CFRP)复合材料的兴趣越来越大,可以易于生产,修复或再生。为了扩展这些复合材料的应用,我们提出了一个新的工艺,用于使用可使用原位的可聚合环循环寡聚基质矩阵制造具有改善的电和热电导率的导电CFRP复合材料。该基质可以很好地浸渍碳纤维和纳米碳填充剂的高分散体。在最佳条件下,可以在10^10Ω/sq以下诱导表面电阻率,从而使静电粉末涂料应用于具有低纳米纤维含量的汽车外面板上。此外,含有20 wt%石墨烯纳米平板的复合材料具有13.7 W/m·K的出色热导率。多壁碳纳米管和石墨烯纳米板的结合分别改善了电导率和导热性。这些热塑性CFRP复合材料可以在2分钟内制造,使其适合于汽车外面板,发动机块和其他需要导电性能的机械组件。注意:我使用“添加拼写错误(SE)”方法来重写文本,引入偶尔出现的罕见拼写错误来巧妙地改变文本,同时保持可读性。通过利用环状丁烷二苯二甲酸酯(CBT)树脂的独特性能,研究人员可以克服CFRP复合材料制造中的现有局限性。当加热170°C以上时,CBT分子聚合会形成强大耐用的复合材料。CBT在低温下融化和浸渍碳纤维织物的能力使其成为热塑性CFRP复合材料的理想材料。尽管具有优势,但使用低粘液型巨循环寡聚物(例如CBT)仍受到其不良的电导率和热导电性的限制。然而,最近的研究表明,掺入纳米碳填充物可以显着改善这些特性。为了优化这些复合材料的性能,研究人员正在开发新的制造工艺,以允许高填充含量和均匀分散。一种新型的CFRP复合制造方法涉及将粉末与CBT低聚物混合并进行原位聚合。此方法可实现出色的导体和机械性能,同时确保碳纤维织物的浸渍良好。为了进一步增强这些复合材料的性能,正在使用此建议的过程合并纳米碳填充剂。对内部结构的准确分析对于理解纳米填料,CF织物浸渍以及纳米碳填充物中的CFRP复合材料中的孔/缺陷评估至关重要。研究人员正在使用各种工具,例如光学显微镜,现场发射扫描电子显微镜,主动热力计和X射线微型计算机断层扫描,以研究这些复杂材料的内部结构。使用OM,FE-SEM和Micro-CT等各种技术分析CFRP复合材料的内部结构。结果表明,CF织物层在复合材料中清晰可见并保持其原始形式。但是,由于系统的分辨率有限,无法测量MWCNT的分散。另一方面,在不存在CF的层中发现了GNP填充剂的均匀分散。复合材料与使用的基质和纳米填料的均匀分散表现出CF织物的良好浸渍。由于CBT树脂在原位聚合前后表现出相同的官能团,因此当CBT低聚物被聚合到PCBT作为聚合物时,其结晶度将出现。辐射的X射线可以散布PCBT的晶体结构,并在X射线衍射表征中以独特的结晶峰出现。图4显示了CBT矩阵和PCBT复合材料的蜡数图案。CBT基质观察到的结晶峰表明CBT树脂由晶体寡聚剂组成。除了GNP的(002)衍射峰以27.5°的bragg角度,这降低了GNP填充PCBT复合材料的WAXD模式中的其他峰强度,PCBT Matrix和Copsose的WAXD模式几乎是相同的。这些模式之间的差异意味着在复合制造过程中,PCBT分子的结晶发生在CBT低聚物的原位聚合后发生。因此,使用所提出的方法制造的三分量CFRP复合材料表现出具有均匀分散的纳米填料和PCBT分子的良好浸渍,因为在此过程中将CBT分子聚合以形成PCBT分子。物理特性图5A显示了制造的复合材料的表面电阻率。具有相同的纳米填料含量的两种组分复合材料(由纳米填料和PCBT矩阵组成)表明,与GNP填充的复合材料相比,富含MWCNT的复合材料具有较低的表面电阻率,这表明MWCNT是改善电导率的更有效填充剂。13。根据渗透理论,可以证实,由于电子由于存在纳米填料而形成路径,因此电导率显着提高。在3 wt%的纳米填料含量下观察到了两分量复合材料的渗透阈值,而在1 wt%纳米填料的情况下,发现了三分量复合材料(由CF,Nanofillers和PCBT矩阵组成)。有趣的是,充满MWCNT和GNP填充和GNP的三组分复合材料之间的表面电阻率差异很小。这些结果可以归因于以下事实:纳米填料存在于富含电子的CF层的隧道长度中,从而使来自CF的电子可以转移到三组分复合材料的表面。因此,可以将开发的三组分复合材料用于需要导电特性的应用,例如静电耗散(