Bouligand-like structured CNT film with tunable impact performance through pitch angle and intertube interaction

材料科学 消散 复合材料 微观结构 弯曲 碳纳米管 分子动力学 射弹 纳米技术 物理 量子力学 热力学 冶金
作者
Jiaxuan Li,Yushun Zhao,Linlin Miao,Weizhe Hao,Guoxin Zhao,Junjiao Li,Yuna Sang,Xiaodong He,Chao Sui,Chao Wang
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:220: 118888-118888
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2024.118888
摘要

The Bouligand structure, characterized by a helicoidal arrangement of fibers, is prevalent in arthropods. Leveraging the exceptional impact resistance inherent in this structure, mantis shrimp could effortlessly crack the shells of shellfish using their dactyl club. Drawing inspiration from this natural phenomenon, we propose a novel Bouligand-like structured carbon nanotube film (BCNF) that combines the Bouligand structure with super-strong one-dimensional carbon nanotubes (CNTs). Through systematic investigation via molecular dynamics simulations, we explore the impact resistance and energy dissipation properties of BCNF. Our results reveal that the impact behaviors under different velocities can be tuned by adjusting the pitch angle of BCNFs. At an impact velocity of 1 km/s, the projectile exhibits three typical phenomena after impact, including embedding in the film, bouncing back, and penetration. At an impact velocity of 2 km/s, all films are penetrated. Furthermore, to enhance the impact resistance of BCNF, we introduce intertube crosslinking bonds, forming a crosslinked Bouligand-like structured CNT film (CBCNF). The study demonstrates that crosslinking effectively modulates the energy dissipation mode of the film. With increasing crosslinking density, the predominant energy dissipation mode shifts from interface sliding and bending of the CNTs to the fracture and collapse of CNTs. This research provides valuable insights into the microstructure design of CNT-based films and offers theoretical guidance for their applications in impact protection.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
leo发布了新的文献求助10
1秒前
yang发布了新的文献求助10
1秒前
露露思发布了新的文献求助10
1秒前
ice7应助奋斗的杰采纳,获得10
1秒前
刘贺发布了新的文献求助10
3秒前
Lxy发布了新的文献求助10
4秒前
zwj003完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
superxiao应助超帅路灯采纳,获得10
6秒前
SciGPT应助Xiang采纳,获得10
6秒前
西吴完成签到 ,获得积分10
6秒前
wo发布了新的文献求助10
6秒前
寻度发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI2S应助霸气方盒采纳,获得10
7秒前
孟韩完成签到,获得积分10
8秒前
laoli2022发布了新的文献求助10
8秒前
几酌应助顺利翼采纳,获得20
8秒前
几酌应助Hollow采纳,获得20
8秒前
8秒前
xiong完成签到,获得积分10
9秒前
superxiao应助fxh采纳,获得10
9秒前
10秒前
pura卷卷完成签到,获得积分10
11秒前
吃饱了就范困完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
wang发布了新的文献求助10
15秒前
栗子芸完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
DMSO发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
小王姐姐完成签到,获得积分10
16秒前
ytg922完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
中国氢能技术发展路线图研究 500
Communist propaganda: a fact book, 1957-1958 500
Briefe aus Shanghai 1946‒1952 (Dokumente eines Kulturschocks) 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3168119
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2819492
关于积分的说明 7926815
捐赠科研通 2479378
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1320762
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 632907
版权声明 602458