唐睿康团队研发的“弹性陶瓷塑料”如何突破无机材料性能限制并拓展应用场景？

问题描述

精选答案

唐睿康团队研发的“弹性陶瓷塑料”究竟是怎样突破无机材料性能限制并拓展应用场景的呢？

突破无机材料性能限制

• 传统无机材料局限：传统无机材料如陶瓷，通常具有硬度高、脆性大的特点，在受力时容易发生断裂，这极大地限制了它们在一些需要柔韧性和可变形性场景中的应用。而金属等无机材料虽然有一定韧性，但在耐腐蚀、耐高温等方面也存在不足。
• “弹性陶瓷塑料”的突破：该团队研发的“弹性陶瓷塑料”通过独特的材料设计和制备方法，将无机陶瓷材料的刚性与有机高分子材料的弹性相结合。从分子层面来看，他们构建了一种特殊的网络结构，使得材料在受到外力时，分子链能够发生一定程度的滑动和变形，而不会像传统陶瓷那样直接断裂。例如，在材料中引入了具有可旋转化学键的分子结构，当材料受力时，这些化学键可以发生扭转和弯曲，从而吸收和分散能量，实现了材料的弹性。

拓展应用场景

应用领域	应用场景说明
电子设备	传统的电子设备外壳多采用塑料或金属材料。塑料外壳虽然具有一定的柔韧性，但在散热和耐磨性方面较差；金属外壳散热和强度较好，但重量较大且容易产生信号屏蔽。“弹性陶瓷塑料”具有良好的柔韧性、散热性和电磁兼容性，可用于制造可折叠手机、智能手表等可穿戴设备的外壳，既能保护内部元件，又能适应设备的弯曲和变形需求。
生物医学	在生物医学领域，一些植入式医疗器械需要材料具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和一定的弹性。传统的无机材料如钛合金等虽然生物相容性较好，但缺乏弹性，难以与人体组织完美贴合。“弹性陶瓷塑料”可以制成人工关节、血管支架等植入物，其弹性能够更好地模拟人体组织的力学性能，减少对周围组织的损伤，提高植入物的使用寿命和安全性。
航空航天	航空航天领域对材料的性能要求极高，需要材料既轻便又具有高强度、耐高温和耐腐蚀等特性。“弹性陶瓷塑料”的低密度和优异的综合性能使其成为航空航天部件的理想材料。例如，可以用于制造飞机的机翼蒙皮、航天器的隔热材料等，在减轻重量的同时，提高材料的抗冲击性能和热稳定性。