柔性敏感材料
關注創建者：隔靴搔癢 創建時間：2019-02-28
柔性敏感材料的視頻教程
ANSYS-WorkBench教程 基于復合材料的柔性自鎖機構仿真(LS-DYNA)
本課程針對一種新型復合材料的、具有自鎖功能的彈性接頭機構，使用workbench軟件LS-DYNA模塊對其自鎖過程展開動態仿真，確定其自鎖過程中應力最大位置，并配有仿真結果與試驗觀察的對比。
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柔性敏感材料的實例教程
最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員孫靜帶領的科研團隊首次提出了限制式裂紋增值感應新機制，為高性能柔性應變傳感器的設計提供了新思路。相關研究成果發表于《先進功能材料》（Advanced Functional Material 2019, 1807882），上海硅酸鹽所在讀博士生楊以娜為文章第一作者，副研究員王冉冉和研究員孫靜為文章共同通訊作者。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201807882
隨著柔性電子學的發展，輕、薄、柔的便攜式、可折疊、可穿戴的柔彈性器件逐漸成為一大研究熱點。其中，柔性傳感器是應用最為廣泛的柔性電子器件，在運動感應、健康監測、醫療診斷等方面均有廣泛的應用前景。應變傳感器的基本原理是將器件的應變變化轉化為電信號進行輸出，從而用于監測引起應變的應力信號，其最主要的性能參數包括靈敏度（通常用Gage factor（GF）、相對電阻變化與應變變化的比值來表征）、應變感應范圍、檢測下限、循環穩定性等。
其中，靈敏度和應變感應范圍是最重要的兩個性能參數，如何兼具高靈敏度和大的應變響應范圍是柔性傳感器發展中面臨的重要挑戰。然而獲得高靈敏度需要器件在小的應變下發生顯著的結構變化，而大的工作范圍則要求器件在大應變下仍能保持導電結構的連通性，通常這二者互為矛盾，難以兼得。目前，制作出同時具有較大應變感應范圍（大于50%）和高靈敏度（全應變范圍內靈敏度大于100）的柔性電子傳感器存在一定困難。
孫靜團隊以MXene材料——Ti3C2Tx為研究對象，通過對Ti3C2Tx進行材料微結構設計，成功研制了基于Ti3C2Tx納米顆粒-納米片混合網絡結構的高性能柔性應變傳感器。
展開 摘要：
目前，FRED溫度敏感性的評價可使用腳本語言實現。本文演示了一個雙折射材料的折射率隨溫度變化而變化腳本。
雙折射簡介：
雙折射（birefringence）是指一條入射光線產生兩條折射光線的現象。
尋常光線（o光線）——遵守折射定律，且在入射面內 ；
非常光線（e光線）——不遵守折射定律，一般不在入射面內；
光軸—晶體中存在的一個特殊方向，光在晶體中沿此方向行進時，不產生雙折射現象，對于單軸晶體，則o,e光的傳播方向相同，且其傳播速度也相同。
步驟1：創建雙折射材料KDP（磷酸二氫鉀晶體），命名為KDP Baseline。在樹形文件夾中選擇Materials>Create a New Material>Sampled Birefringent and/or Optically Active Material，按照如圖所示的數據輸入如下數值（KDP材料的創建方法請見本文后的備注）。
注意：axis選項為軸向方向，在OXY平面為45°角。
步驟2：復制KDP BaseLine到Materials樹形文件夾下，具體操作為鼠標左鍵選中KDPBaseline，右鍵選擇Copy，并在Materilas 下選擇paste，并命名為KDP。
步驟3：創建一個折射率隨溫度變化20k后的折射率變化模型，我們利用FRED軟件自帶的VB腳本實現此功能。在樹形文件夾選擇Embedded Scripts，右鍵選擇Create a New Embedded Scrips，注意刪除腳本編輯器里面的所有內容，然后粘貼如下的程序到此編輯器中。
步驟4：在腳本編輯器中按下Ctrl +B運行腳本，最后我們觀測KDP材料的折射率變化。
展開 雙折射簡介：
目前，FRED溫度敏感性的評價可使用腳本語言實現。本文演示了一個雙折射材料的折射率隨溫度變化而變化腳本。
摘要：
步驟1：創建雙折射材料KDP（磷酸二氫鉀晶體），命名為KDP Baseline。在樹形文件夾中選擇Materials>Create a New Material>Sampled Birefringent and/or Optically Active Material，按照如圖所示的數據輸入如下數值（KDP材料的創建方法請見本文后的備注）。
光軸—晶體中存在的一個特殊方向，光在晶體中沿此方向行進時，不產生雙折射現象，對于單軸晶體，則o,e光的傳播方向相同，且其傳播速度也相同。
非常光線（e光線）——不遵守折射定律，一般不在入射面內；
尋常光線（o光線）——遵守折射定律，且在入射面內 ；
步驟2：復制KDP BaseLine到Materials樹形文件夾下，具體操作為鼠標左鍵選中KDPBaseline，右鍵選擇Copy，并在Materilas 下選擇paste，并命名為KDP。
注意：axis選項為軸向方向，在OXY平面為45°角。
步驟3：創建一個折射率隨溫度變化20k后的折射率變化模型，我們利用FRED軟件自帶的VB腳本實現此功能。
展開 摘要：
目前，FRED溫度敏感性的評價可使用腳本語言實現。本文演示了一個雙折射材料的折射率隨溫度變化而變化腳本。
雙折射簡介：
雙折射（birefringence）是指一條入射光線產生兩條折射光線的現象。
尋常光線（o光線）——遵守折射定律，且在入射面內 ；
非常光線（e光線）——不遵守折射定律，一般不在入射面內；
光軸—晶體中存在的一個特殊方向，光在晶體中沿此方向行進時，不產生雙折射現象，對于單軸晶體，則o,e光的傳播方向相同，且其傳播速度也相同。
步驟1：創建雙折射材料KDP（磷酸二氫鉀晶體），命名為KDP Baseline。在樹形文件夾中選擇Materials>Create a New Material>Sampled Birefringent and/or Optically Active Material，按照如圖所示的數據輸入如下數值（KDP材料的創建方法請見本文后的備注）。
注意：axis選項為軸向方向，在OXY平面為45°角。
步驟2：復制KDP BaseLine到Materials樹形文件夾下，具體操作為鼠標左鍵選中KDPBaseline，右鍵選擇Copy，并在Materilas 下選擇paste，并命名為KDP。
步驟3：創建一個折射率隨溫度變化20k后的折射率變化模型，我們利用FRED軟件自帶的VB腳本實現此功能。在樹形文件夾選擇Embedded Scripts，右鍵選擇Create a New Embedded Scrips，注意刪除腳本編輯器里面的所有內容，然后粘貼如下的程序到此編輯器中。
展開 這一強度接近于熱解碳材料固有的理論強度極限，從而導致該點陣的比強度（即強度與密度的比值）高達1.90 GPa g-1 cm3。這一比強度值比目前所有人工制備的微納米點陣材料的比強度高1-3個量級。目前，在已經制備獲得的所有超輕材料中，這些新型熱解碳納米點陣具有最高的強度和比強度，未來在微納米結構器件中有著廣泛的應用前景。
圖2. 熱解碳納米點陣的力學性能
研究組采用原位電鏡測試和有限元模擬進一步深入研究了熱解碳納米點陣的變形行為。研究結果表明：這些新型點陣的斷裂應變高達14%，遠超早先脆性材料的點陣結構（斷裂應變僅有4%）；當點陣的密度大于0.4 g/cm3時，Octet型和Iso型熱解碳納米點陣展示出奇特的缺陷不敏感性，即制備過程中引入的多種缺陷（如直桿彎曲、錯位等）并不會導致納米點陣剛度和強度的降低（圖2B所示）。這是因為，隨著特征尺寸的下降，材料內部缺陷數量急劇減少，材料會表現出“越小越強”的奇特效應。特別是，當材料本身的特征尺寸達到納米量級時，材料強度將會接近材料本身固有的理論強度極限。
這些新型熱解碳納米點陣展示了前所未有的力學性能：不僅具有超低的密度，而且具有超高的強度和比強度以及奇特的缺陷不敏感性。這些優異的力學性能主要歸功于：（1）對于點陣幾何結構的拓撲優化設計；（2）將結構中桿件的特征尺寸控制在了納米量級；（3）采用高溫熱解方法獲得了優質的熱解碳材料。這一研究工作首次制備出了同時具有超輕、高強、大變形和缺陷不敏感的微納米力學超材料，同時為設計和大規模制備具有優異力學性能的納米構筑材料提供了一種切實可行的思路和方法。
近年來，李曉雁研究團隊主要從事新型微納米結構材料力學研究，在相關領域取得了多項重要的成果。
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摘要：
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來源 | Advanced Functional Material
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背景介紹
隨著高度集成的電子器件的出現，巨大的功耗產生了過多的熱量導致電子設備的熱失效。因此，電子器件中的熱管理對于提高器件耐用性具有重要意義。傳統的電子器件熱管理解決方案采用了散熱器和熱界面材料(TIM)，散熱器由高導熱金屬如銅或鋁基材料組成。雖然散熱器有高導熱系數，但是由于界面熱阻的問題導致傳熱效率低下
來源 | ACS Applied Materials & Interface
00
背景介紹
由于氣凝膠在航空航天工業、軍事行動和靠近火源等惡劣環境領域的應用潛力，其高溫熱防護受到了研究人員的廣泛關注。特別是，聚酰亞胺、酚醛、芳綸等有機氣凝膠由于其低密度而非常有利，其中具有高炭產率的酚醛樹脂氣凝膠(PRA)作為一種有能力的燒蝕劑很受歡迎，為了在高機械應力和高熱載荷條件下獲得更好的力學性能
來源 | Journal of Energy Chemistry
01
背景介紹
隨著電子設備小型化和集成化的蓬勃發展，用于高級計算的微處理器的功率密度急劇增加。電子設備產生的大量熱量積聚在設備內部，例如集成電路。過熱引起的溫度升高會限制電子設備的工作適應性，導致頻繁的故障甚至自燃。因此，開發提高散熱效率的熱管理材料具有重要的意義。
相變材料
CINNO Research產業資訊，一直以來，含碳稠環鏈的有機材料都具有一些獨特的光電特性，可作為半導體材料使用。具體來說，這當中一些被稱為蒽鏈的發光材料，可以通過調控進而發射出不同顏色的光，正因為如此，這一類材料也成為了當前有機發光二極管發光材料的候選者之一。
圖1. 麻省理工學院的化學家們在其論文中提出了一種新的方法，這種方法能夠讓蒽基發光分子更加穩定。上圖以一位藝術家的方式展示了風格化的蒽材料發光
摘 要：基于珠鏈模型，采用離散單元法對纖維模型進行柔性化處理；通過搭建 EDEM-Fluent 耦合仿真模型，對柔性再生碳纖維在漸縮流場中的流動取向過程進行仿真模擬。采用濕法取向技術對 6 mm 纖維進行重新取向排布制備取向氈，將仿真結果與實驗結果進行對比。采用模壓法制備了碳纖維/環氧樹脂基復合材料，對其力學性能進行表征。結果表明：在纖維跟隨流體運動的過程中，纖維會受到軸向剪切力的作用，發生不同程度的彎曲變形
來源 | Journal of Energy Storage
原文 | https://doi.org/10.1016/j.est.2023.108566
01
背景介紹
為實現我國2030年二氧化碳排放達峰和2060年碳中和的目標，包括電動汽車和混合動力電動汽車在內的可再生能源汽車近年來得到快速發展
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
隨著電動汽車（EV）和混合動力電動汽車（HEV）的發展，鋰離子電池因其高容量、高電壓、高能量密度和低自放電率而受到廣泛關注。然而，動力鋰電池組在行駛過程中總會產生不同程度的熱量。如果鋰離子電池產生的熱量沒有及時散發
摘要：
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