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创新?比你想得还要简单?

创新?比你想得还要简单?

作者: 顾道啊 | 来源:发表于2019-02-28 23:57 被阅读0次

更一篇旧文,之前投给一个公众号的文章。

犹记得浓茶君第一次进实验室被分配去拧螺丝,拧了一小时,六角螺杆差点被拧断,直到师兄来瞥一眼为啥我几个破螺丝拧了那么久,顺便给个鄙夷的眼神说,拧螺丝要先用长头拧进去,再用短头加力。这是浓茶君第一次生出不适合科研的悲怆感,不就拧个螺丝都被人鄙视了。就像小时候画房子,奇怪窗户怎么画都不平,直到一个小姐姐跟我说,你两边量一下跟纸边缘保持距离相等。我。。。默默的记下来,一直想不通这些奇淫巧计看着这么简单,可就像一层纱蒙在眼前。

浓茶君混迹工科多年,每每被层出不穷的大作惊艳到,这也大概是浓茶君能一边喝茶一边看着别人的成果傻乐,还能撑那么多年的理由吧。这两天浓茶君关注了一下聚合物导热材料,又被一篇大作的奇淫巧技惊艳到了,给大家感受一下。

文章来自MIT,自行获取咯。S.Shen, A. Henry, J. Tong, R. Zheng, G. Chen,Nat. Nanotechnol. 2010,5, 251

知其一

热导材料领域最基本的提高聚合物热导的办法就是,把材料做成细丝,越细越好,比如,块体的聚合物热导0.1~0.3 W/m·K,商用的热导纤维直径在10~25μm,热导为20~30 W/m·K,提升两个数量级,还是很可观的。所以就会有人想那么特别特别细的纤维热导是多少呢?这个问题会有两个大的子问题,1.怎么做极细的纤维?2.怎么测细纤维热导率?下面,请捧好瓜。

作者一眼相中了AFM,AFM探针针尖直径一般在10到几十纳米,将聚合物PE配成溶胶,然后用探针拉出来,通过改变拉丝的速度可以控制拉丝的直径,最终能够制备直径~50nm的PE纤维。到此,浓茶君真是佩服作者把AFM玩出花来的水平。但是,事情还没有结束,测试热导率的系统才是作者的艺术创作。

作者首先通过改变激光强度(图中标1)加热,然后标定不同的激光能量下探针的挠曲程度,做一份能量和信号改变的标准图,这一步称为“校准”。第二步叫“测试”,作者将拉出的丝截断,另一端搭在一细热电偶上(图中标2),然后固定某一激光频率,通过热电偶加热,记录热电偶温变和探针挠曲信号改变的关系。

然后用一个非常简单的公式:

以形变量为中间参量,能量差比上温度差,算出导热系数,perfect!

最终,材料的热导率也没有让作者失望,~104 W/m·K,再升一个数量级。

知其二,下次再讲。

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