石墨烯涂层在多孔材料的骨架上打开了简单实现高性能复合材料的大门。本研究依托聚多巴胺(PDA)的黏附性能，将PDA改性的还原型氧化石墨烯(PDA-rGO)黏附在泡沫镍的骨架上，研究其力学性能以及减振和吸声性能。力学测试结果表明，涂层的存在使材料的压缩模量和屈服强度分别提高了240%和59%。动态力学分析(DMA)也验证了动态力学性能的提高。此外，在DMA测试中发现，涂覆了PDA-rGO的泡沫镍的损耗因子可以达到170%的增长率，并且随着温度的升高表现出优异的稳定性，表明在恶劣环境下损耗因子提高的可靠性。振动试验进一步证实了镀有PDA-rGO的泡沫镍具有良好的减振性能。此外，该涂层有效地提高了泡沫镍的流动阻力和吸声能力，这一协同作用使降噪系数显著提高了73.3%。因此，在本研究中，将PDA-rGO粘附在泡沫镍上，为开发多功能和多用途的泡沫金属提供了一种有前景的策略
 
图1. (a)强黏性贻贝的结构及其具有黏性效应的分泌蛋白;(b)仿贻贝的金属泡沫涂层:将石墨烯粘附在镍泡沫骨架上。
 
图2. 不同样品的SEM图像。
 
图3. (a)不同样品的XPS光谱，(b) Nf/PDA-G-0.5 g/L的PDA-rGO涂层的高分辨率C1s， (c)不同样品的PDA-rGO涂层的主元素原子比，(d) Nf/PDA-G-1 g/L的表面积的拉曼光谱，(e)未涂覆泡沫镍和涂覆PDA-rGO的泡沫镍的热重分析图，(f)涂覆和未涂覆泡沫镍的密度。
 
图4. (a)静压应力-应变曲线，(b)低应变范围应力-应变曲线放大图，(c)压缩模量和屈服强度;存储模量作为(d)频率和(e)温度的函数;(f-h)力学性能机制增强示意图和(i)三种变形:弯曲、扭转和屈曲的SEM图像。
 
图5。(a)准静态吸收能量能力;损耗因子随(b)频率和(c)温度的变化;(e)低rGO浓度(f)高rGO浓度(d) PDA-rGO-I的能量耗散示意图和(g) PDA-rGO-II的能量耗散示意图。
 
图6. (a) Nf/PDA-G-0.5 g/L与泡沫镍的振动衰减曲线比较;(b) Nf/PDA-G-1 g/L vs.泡沫镍;(c) Nf/PDA-G-2 g/L vs.泡沫镍;(d)第一阶阻尼比。
 
图7。泡沫吸声性能:(a)吸声系数;(b) NRC和气流电阻率;(c)吸声系数增量最大值比较;吸声增强机理:(d)声阻效应示意图和与吸声增强机理相对应的(e-f) SEM图像。
 
       相关科研成果由清华大学机械工程系Zhaoye Qin等人于2023年发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146382）上。原文：Bio-inspired metallic cellular material with extraordinary energy dissipation capability。
       原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146382

转自《石墨烯研究》公众号