获得新材料的新方法——热磁处理技术

  强磁场环境是由极低温商用超导磁体系统产生的。电磁场使液晶相转动重排,形成一个有序的伪超结构,从而引发奇特的物理性质,例如近似为零的热膨胀系数等。
  大多数情况下,液晶电视的表现让跌眼镜,美国橡树岭实验室能源系开发了热磁处理技术,可以用来提升聚合物的性能。
  聚合物可用于汽车、工厂和成百上千的消费品。长期以来,科学家一直致力于开发受热时不膨胀的聚合物,其中一种解决办法是采用高度取向的晶体结构来模拟透明液晶二极管、电视和电脑的液晶屏幕。
  美国橡树岭实验室的Orlando Rios和华盛顿州立大学的合作者用一种处理工艺改变了液晶环氧树脂的微结构和机械性能,从而成功地解决了这个难题。他们的成果提供了一种高性能功能化合物的结构设计方法,并写成论文发表在美国化学协会《应用材料和表界面》杂志上。
  这种方法将超导磁体产生的强磁场和传统的热加工过程结合在一起。这就好像是为研究者提供了一个杠杆,可以用它来控制高分子的取向从而大限度地控制液晶取向。
  “通过应用热磁处理技术和磁敏聚合物,我们可以获得高度取向的结构,”Rios说。“我们可以通过X射线衍射技术、磁性能和热膨胀测量来确定这种结构的取向。”
  环氧树脂广泛应用于结构聚合物、粘结磁体和涂料。Rios强调,热固性环氧树脂会发生交联反应使自身变硬,而传统的环氧树脂的分子链是像蜘蛛网一样随机取向的。
  “通过这种技术,我们可以实现聚合物的零膨胀系数和高结晶度,”沉积学小组的Rios说道,“这意味着我们有能力让目前流行的环氧树脂聚合物材料展现出我们想要的性质。”
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