在黃麻纖維中添加石墨烯可以為人工材料提供天然替代品

   曼徹斯特大學的科學家們將石墨烯和天然纖維黃麻結合在一起,創造了上個石墨烯增強天然黃麻纖維復合材料。
  
  這一突破可能導致制造高性能和環保的天然纖維復合材料,可以取代主要制造領域的合成材料,如汽車工業、造船、耐久風力渦輪機葉片和低成本住宅。
  曼徹斯特大學的研究人員稱,這也可以促進孟加拉國、印度和等主要生產黃麻原料的的農業經濟。
  該大學是石墨烯研究所和石墨烯工程創新中心的所在地,該中心提供了無可比擬的石墨烯專業知識。這兩家工廠顯示了曼徹斯特在石墨烯研究和商業化方面作為知識庫的地位。
  黃麻是從白色黃麻植物的樹皮中提取的,是一種100%可生物降解、可回收和環保的天然纖維。它也是上生產多的天然纖維,僅次于棉花,比亞麻和其他類似的天然纖維至少便宜50%。
  這使得它極具吸引力的不同行業部門尋求創造一個更便宜,更環保的替代合成復合材料。這就是為什么天然纖維復合材料正引起人們極大的興趣,因為它有可能通過取代玻璃纖維等綜合生產材料來減少碳腳印,因為玻璃纖維的成本更高,可能對地球有害。
  孟加拉國聯邦獎學金獲得者Forkan Sarker對這項研究的數據進行了實驗和分析,顯示石墨烯可能至關重要的出版物可在網上查閱。
  西北復合材料中心研究主任Prasad Potluri教授說:“Forkan Sarker加入了我的小組,目的是研究一個與他的經濟相關的博士問題。
  這是將低值碳中性商品纖維與極小體積的高值石墨烯明智地結合在一起的一個例子,目的是創造一種材料系統,在許多輕量化結構應用中取代能源密集型碳和玻璃纖維。“
  盡管天然纖維復合材料具有良好的環保性能,但它們的力學性能和界面性能都很差,這意味著它們的強度不足以滿足某些工業應用的需要。這就是為什么曼徹斯特大學石墨烯研究所(NGI)和機器人與紡織復合材料集團的研究人員一直致力于一個合作項目,并在黃麻纖維上涂上石墨烯氧化物和石墨烯薄片,以提高其強度。
  
  結果表明,添加石墨烯涂層的黃麻纖維界面剪切強度提高了200%左右,彎曲強度比未處理纖維提高了近100%。
  石墨烯研究所(National Graphene Institute)知識交換研究員納茲穆爾·卡里姆(Nazmul Karim)博士表示:“我們在諾沃舍洛夫教授的團隊中,多年來一直在研究石墨烯和其他基于2D材料的天然纖維。”將這一經驗轉化為開發高性能天然纖維復合材料是非常重要的“。
  卡里姆博士也提出了這一想法,并設計了將石墨烯加入黃麻的實驗。他補充說:“黃麻曾被稱為孟加拉國的黃金纖維,在80年代引入聚乙烯和塑料等合成材料后失去了釉。然而,隨著塑料對環境的日益關注,黃麻等天然纖維的使用再次增加。
  “此外,汽車巨頭在汽車內飾中使用黃麻的情況一直在迅速增長,目前每年的需求量為10萬噸。我相信,我們以石墨烯為基礎的黃麻纖維,在滿足各行業日益增長的環保產品需求方面,可以發揮非常重要的作用。“