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编者按：我国科协第373次青年科学家论坛——纳米功用复合资料展开论坛于2019年7月25—26日在大理举行。此次论坛由我国科协学会服务中心主办、我国复合资料学会承办。本刊摘抄部分学者的首要观念，以飨读者。

01、聚集纳米功用前沿，推进复合资料展开

谷红波（同济大学，副教授）

现在，复合资料尤其是碳纤维复合资料因为具有低密度、高强度以及强壮的可提着性等特色逐步替代部分传统资料，在航空航天、民用等范畴得到广泛运用。

但是，这些复合资料在运用时存在许多不足之处，如柔韧性差、导电性差以及本钱较高级，极大地影响了其在航空航天和民用等范畴的大规模运用。相较而言，纳米复合资料结合了纳米资料独特的量子效应和复合资料杂乱多样的结构特征，为复合资料的研讨和运用拓荒了簇新的范畴，引起了科学家和工业界的广泛重视和深入研讨。

近年来，纳米功用复合资料的运用，为复合资料引进了光、电、磁等特性。功用纳米复合资料的构筑能够有用地改进复合资料的层间功用，增强复合资料的可处理性和稳定性，并为复合资料引进新的光学、电学和磁学特性，将大幅进步航空航天等范畴复合资料的功用，有望引起新一代航空航天等范畴的严重革新。

02、“一材多用”——纳米复合资料的结构功用一体化

彭庆宇（哈尔滨工业大学，教授）

先进资料作为空天、舰艇以及陆基配备的中心支撑，位置尤为重要。质量更轻、刚度更高、强度更大仅是对资料最基本承载与定型的要求，而将作动、电、热、磁、声波办理、自修正、健康监测等资料的功用特性与结构完成一体化，充分表现“一材多用”的准则，已成为提高配备才能的要害。

现在航空航天配备结构质量仅占系统质量的10%15%，而机箱、电缆、封装等支撑或与连接器相关的功用性寄生构件质量占航天器质量的50%以上。在以轻量化为根底的方针牵引下，独自会集在结构质量的削减已无法满意需求，功用性设备与器材自身的小型化、集成化成为减重中最有用的途径，但随之而来的是高热量、大噪声等新的问题。为此而添加新的功用性质量已不实践，因而愈加需求经过资料结构功用一体化来到达轻量化的方针。

纳米复合资料是指将纳米资料作为增强体与其他基体资料复合而成的资料，包含金属基纳米复合资料、陶瓷基纳米复合资料以及聚合物基纳米复合资料。除了提高资料的力学功用以外，纳米复合资料可完成纳米资料微观标准上优异的电、热、磁等功用向微观构件功用的转化，在资料结构功用一体化方面展现出巨大的展开潜力。在未来，纳米复合资料结构功用一体化技能的展开与运用，将使配备系统结构简略化、轻量化，稳定性与可靠性提高，推进先进配备的晋级与换代。

03、见微知著，材从料来

张宗波（我国科学院化学研讨所，副研讨员）

现在，复合资料的运用水平已成为国家科技实力的直接表现。跟着复合资料运用范畴不断拓展，环绕复合资料的研讨正朝向纳米化、智能化、多功用的方向展开。复合资料的微观结构提着、多功用构筑以及精准加工是摆在研讨者面前的机会与应战。光电、光热、电磁、磁电等功用使复合资料的运用方式愈加多样化，量子点、低维碳资料的研讨为复合资料的微观标准功用提着供给了资料挑选，微重力下的资料成型则展现了未来太空漫游的无限或许。

04、电/磁驱动智能复合资料的功用及运用

董旭峰（大连理工大学，副教授）

电、磁驱动智能复合资料包含电流变液、磁流变液、电流变弹性体、磁流变弹性体等。此类智能复合资料的流变性或动态粘弹性可经过电场或磁场实时、可逆、敏捷调理，在阻尼减振、变刚度操控、柔性机器人等范畴具有宽广的运用舍弃。

05、太空制作技能的探究

段文艳（我国科学院空间运用工程与技能中心，助理研讨员）

太空制作技能被认为是支撑展开大规模空间科学试验、深空勘探使命的战略性要害技能，成为国际首要航天强国热门重视范畴。微重力下陶瓷资料的增材制备进程是，首要制备一种无流动性的膏体资料，再选用立体光刻技能使之固化成型，终究脱脂烧结获得杂乱结构的陶瓷构件。选用熔融堆积工艺，为了战胜打印件Z轴力学功用显着低于X/Y轴的问题，研讨了掺杂碳纤维聚醚醚酮的打印，其曲折强度到达146MPa，与传统注塑件曲折强度挨近共同，该办法制备的聚醚醚酮打印件有望在空间大型结构件原位制作、轿车航天等范畴得到进一步运用。

06、具有多功用的高功用柔性智能驱动资料的提着及运用探究

胡颖（合肥工业大学，研讨员）

柔性智能驱动资料能将外部光、电、热、湿度等能量直接转化为资料自身的机械变形，展现了巨大的运用舍弃。现在，该范畴的应战在于完成柔性驱动资料的快速大变形及多自由度变形输出，此外，进一步扩展驱动资料的功用性，完成其在机械变形之外的其他功用也是现在重视的焦点之一。

针对于此，提着了一种具有弯曲形状的碳纳米管薄膜驱动器。因为驱动器中预应力的存在，确保了其在变形下的优异回弹性，使之具有外部光、电影响下的快速大变形功用；从“弹指”这种日常行为中获得创意，经过简略的形状提着来模仿“弹指”中的拇指与中指彼此触摸，构筑了光驱动跳动“机器人”，完成了其在光照射下的跳动空翻运动。

此外，还展开了一种根据非对称结构的具有传感与驱动双功用的纸基石墨烯智能薄膜，经过必定的提着，该薄膜不仅能贴附在人体上用于动作监测，而且能在光照下发生翻开/封闭的可控可逆变形，然后赋予可穿戴力学传感器的智能变形特性。进一步将变色染料与驱动器进行结合，探究了智能驱动器的变形变色功用及在仿生运动中的运用研讨。

07、低维资料原位力学及多功用运用

隋超（哈尔滨工业大学，副教授）

具有必定机械强度是全部资料实践运用的根底，以原位力学为根底对低维资料的结构进行了提着和机理研讨，以单壁碳纳米管为根底提着并制备了一种高度定向的超薄碳纳米管薄膜，经过原位力学试验提醒了膜的各向异性力学性质，使用不同树脂系统完成了力学和电学两方面运用；使用原位力学结合微纳米器材技能，研讨了电极资料氧化锡纳米线充放电进程（锂化复原进程）对力学功用的影响规则，建立了电化学与力学功用的联络。

08、碳纳米管纤维宏量制备与力电功用

勇振中（我国科学院姑苏纳米技能与纳米仿生研讨所，研讨员）

轻质、高强度、多功用特种纤维资料是航空航天、国防科技展开进程的要害资料，是现在新资料技能与工业展开的重要方向之一，亦是我国“十三五”科技规划新资料技能展开的重要内容。

与碳纤维比较，碳纳米管具有更完美的石墨层结构、更低的分量密度和更高的强度和模量，被视为终极碳纤维。碳纳米管纤维资料是由纳米标准的碳纳米管有序拼装而成的一维微观纤维资料，在高强、高导电纤维方面具有非常好的运用舍弃，碳纳米管纤维的运用有望给新一代纤维资料技能带来革命性的提高。

针对这一严重需求，在制备设备研发与工艺研发的根底上，完成了碳纳米管纤维接连1000m的制备才能。在此根底上，提醒了碳纳米管拼装结构、管间界面特性对碳纳米管纤维力学、导电功用的影响机理，完成了碳纳米管纤维强度、导电功用的提高。

09、抗冲抑振多功用复合资料结构的提着制备及功用九霄

杨金水（哈尔滨工程大学，副教授）

作为新一代先进轻质超强韧结构资料，复合资料三维多孔结构遭到国内外很多学者的广泛重视。现在关于该类结构资料的提着制备以及相关力学功用的研讨获得很多研讨成果，但该类结构的振荡阻尼、冲击吸能特性的研讨则处于起步阶段。研发兼具优异力学承载功用和吸能减振功用的多功用复合资料及结构是当时轻质结构功用一体化技能研讨的要害课题之一。

10、高强纳米线基先进资料的界面力学

王超（哈尔滨工业大学，副教授）

以碳纳米管/碳纤维多标准复合资料为研讨目标，经过原位试验与理论相结合的办法提醒了其力学失效机理，国际上初次丈量出了单根碳纳米管与碳纤维之间的接枝强度。在此根底上，建立了这一力学参数的理论猜测模型，也建立了碳纳米管从基体中歪斜拔出的理论模型。以纳米线拼装而成的纤维为研讨目标，经过结构优化提着制备出高强碳纳米管纤维，而且使用粗粒化模仿办法提醒了其力学增强机理，在此根底上，理论上提着出一种以单根碳链为根底的超强纳米纤维，并调查了其拉伸力学行为，建立了接连理论力学猜测模型。

本文由我国复合资料学会赵峥收拾