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有望应用于电池和传感等领域,剑桥团队提出通用默里定理优化多孔材料

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-10-02 16:08
    

主要观点总结

本文介绍了多孔材料领域的研究进展,特别是如何提升微孔材料的传输能力和性能。引入等级孔体系是解决方案之一,而通用默里定理的发展为优化等级孔材料提供了新的理论框架。该理论的应用有望改进下一代多孔材料,在多个领域具有应用潜力。

关键观点总结

关键观点1: 多孔材料是受到高度关注的研究领域之一。

古希腊时代人们就开始使用多孔的活性炭作为解毒剂治疗腹泻,现在仍是重要的研究领域。

关键观点2: 等级孔体系的引入能有效提升微孔材料的传输能力和性能。

通过仿照生物体内的传输管道,构建等级孔体系可以缩短物质传输路程,减少传输时间。

关键观点3: 通用默里定理的发展为优化等级孔材料提供了新的理论框架。

陶菲克·哈桑教授课题组发展出通用默里定理,该理论能够在不改变化学成分的情况下,通过理论指导结构设计与优化,实现材料性能的提升。

关键观点4: 通用默里定理的应用在多个领域具有潜力。

该理论的应用有望改进下一代多孔材料,在电池、催化剂、智能织物、传感器和吸附材料等领域具有应用潜力。

关键观点5: 研究历程和挑战。

该研究共经历四年时间,面临理论难题和实验验证的挑战。通过意外发现石墨烯气凝胶的独特结构,最终实现了较为理想的结果。


文章预览

一直以来,多孔材料是受到高度关注的研究领域之一。 早在古希腊时代,人们就使用多孔的活性炭作为解毒剂治疗腹泻。18 世纪,瑞典化学家卡尔·威尔海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)率先研究多孔材料的吸附行为。 那么,如何提升微孔材料的传输能力和性能呢? 仿照生物体内的各种传输管道,引入交联介孔、大孔的等级孔体系是解决方案之一。这些孔道可以有效缩短物质从外界传输进物质内部的传输路程,从而减少传输时间。 为解决孔径大小对物质扩散行为的影响,英国剑桥大学陶菲克·哈桑( Tawfique Hasan )教授课题组发展出一种材料理论模型:通用默里定理(Murray's Law)。 他们通过对等级孔材料的结构进行优化,拓展了具有百年历史的默里定理,使之同样能够用于不同形状的等级孔结构和优化各类应用中复杂的传输类型。 该理论能够在不改 ………………………………

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