无主之地2配置高吗|看真人裸体BBBBB|秋草莓丝瓜黄瓜榴莲色多多|真人強奷112分钟|精品一卡2卡3卡四卡新区|日本成人深夜苍井空|八十年代动画片

網易首頁 > 網易號 > 正文 申請入駐

雙向冷凍鑄造構建各向異性石墨烯氣凝膠具備頻率可調聲學吸收能力

0
分享至

1成果簡介

噪聲污染已成為現代社會的重大環境問題,開發高效、輕質、寬頻聲學衰減材料對于建筑隔音、交通工具降噪、工業設備消聲等領域至關重要。石墨烯衍生物和碳納米管憑借其優異的化學穩定性、力學性能和結構可調性,在聲學衰減介質領域展現出巨大潛力。然而,低維納米結構在多孔骨架中的精確形貌調控仍面臨兩大核心難題:①納米片容易發生隨機重新堆疊,喪失高比表面積優勢;②難以實現均勻定向排列,限制了結構各向異性的有效利用。更重要的是,純石墨烯氣凝膠的聲學性能——特別是石墨烯片層尺寸和負載量如何影響內部隔板效應和結構各向異性——迄今缺乏系統性研究。

本文,韓國公州大學Sung Ho Song教授和忠北大學Dong Ju Lee教授等在《RSC Advances》期刊發表名為"Frequency-tunable acoustic absorption in anisotropic graphene aerogels via morphological engineering of internal barriers"的論文。該研究通過雙向冷凍鑄造(bidirectional freeze-casting)技術,利用冰偏析誘導自組裝(ISISA)過程,系統構建了具有高度有序、垂直和水平取向層狀網絡的各向異性石墨烯氣凝膠,并通過內部隔板(septa)的形貌工程實現了頻率可調的聲吸收性能。

該策略的核心發現包括:(1)大片層石墨烯構建的氣凝膠形成連續、流線型微通道,結構阻力最小;(2)小片層石墨烯構建的氣凝膠則形成高密度內部結構隔板(septa),顯著增加通道曲折度和氣流阻力;(3) 高密度隔板通過增強粘熱能耗散多重散射效應,大幅提升聲吸收性能;(4) 通過調控骨架空間取向與入射聲波的相對方向,橫向模式下的聲吸收優于縱向模式,揭示了隔板效應對聲吸收的各向異性增強機制。該工作建立了微觀前驅體尺寸與宏觀分級架構之間的結構-性能關系,為高性能碳基噪聲絕緣材料的設計提供了新范式。

2圖文導讀



圖1、Schematic representation of the synthesis and size-tailoring of GO. (a) Synthesis of raw GO via the modified Hummers' method involving chemical oxidation and purification. (b) Sequential size-reduction process: extraction of LGO via sedimentation during stirring, followed by the fabrication of MGO (750 W, 2 min) and SGO (750 W, 30 min) through time-controlled tip sonication.



圖2、Morphological characterization and size distribution of GO samples. SEM images and corresponding histograms of (a) DGO showing uncontrolled sizes, (b) LGO (mostly >50 μm), (c) MGO (peak ~ 10 μm), and (d) SGO (<1 μm). AFM topographical images and height profiles of (e) LGO, (f) MGO, and (g) SGO, confirming successful lateral size reduction while maintaining a sheet thickness below 2 nm.



圖3、Characterization and structural analysis of Graphene Oxide (GO) samples with varying lateral sizes: Large GO (LGO), Medium GO (MGO), and Small GO (SGO). (a) Aqueous dispersion digital image and C 1s XPS analysis of LGO. (b) Aqueous dispersion digital image and C 1s XPS analysis of MGO. (c) Aqueous dispersion digital image and C 1s XPS analysis of LGO. (d) Raman spectra of LGO, MGO and SGO. (e) X-ray diffraction of LGO, MGO and SGO.



圖4、Microstructural characterization of vertically aligned GO aerogels prepared from LGO, MGO, and SGO at various concentrations via bidirectional freezing. (a) Schematic illustration of the GO aerogel fabrication process using a bidirectional freezing technique. (b) Schematic of GO growth direction and SEM observation sites. (c) SEM images of GO aerogels: SEM images showing the cross-sectional morphologies of LGO-A, MGO-A, and SGO-A via concentration. Microstructural characterization of horizontally aligned GO aerogels prepared from LGO, MGO, and SGO at various concentrations via bidirectional freezing. (d) Schematic illustration of the GO aerogel fabrication process using a bidirectional freezing technique. (e) Schematic of GO growth direction and SEM observation sites. (f) SEM images of GO aerogels: SEM images showing the cross-sectional morphologies of LGO-A, MGO-A, and SGO-A via concentration.



圖5、Comparison of the sound absorption coefficient between rLGO-A, rMGO-A and rSGO-A. (a) The image of the orientation of the sound absorber and the horizontal incidence of sound. (b) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 10 Hz. (c) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 30 Hz. (d) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 50 Hz. (e) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 100 Hz. Comparison of the sound absorption coefficient between rLGO-A, rMGO-A and rSGO-A. (f) The image of the orientation of the sound absorber and the vertical incidence of sound. (g) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 10 Hz. (h) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 30 Hz (i) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 50 Hz. (j) The sound absorption coefficient of rGO-A at an incident sound frequency of 100 Hz.



圖6、Schematic illustration of the sound absorption mechanism within a directionally antagonistic graphene absorber: (a) wave reflection in perpendicular rGO-A and (b) wave absorption in parallel rGO-A.

3小結

總而言之,該工作通過雙向冷凍鑄造冰偏析誘導自組裝(ISISA)技術,系統構建了具有高度有序各向異性層狀結構的石墨烯氣凝膠,揭示了內部隔板(septa)形貌對聲吸收性能的關鍵調控作用。核心發現如下:

  1. 石墨烯片層尺寸決定隔板形貌:大片層形成流線型微通道(低阻力),小片層形成高密度隔板(高曲折度、高氣流阻力);
  2. 隔板密度決定聲吸收強度:高密度隔板通過增強粘熱能耗散和多重散射效應,顯著提升聲吸收性能和吸收帶寬;
  3. 骨架取向決定頻率響應:橫向模式(聲波垂直于層狀骨架傳播)的聲吸收優于縱向模式,隔板效應在橫向取向下被最大化利用;
  4. 三維協同調控實現頻率可調:通過片層尺寸、骨架取向和負載量三個維度的協同調控,實現聲吸收頻率和強度的精準調諧。

該工作建立了微觀前驅體尺寸→介觀隔板形貌→宏觀分級架構→聲學性能的完整結構-性能關系框架,為高性能、輕質、頻率可調碳基噪聲絕緣材料的理性設計提供了新范式,在建筑聲學、交通降噪、航空航太隔音等領域具有廣闊應用前景。

文獻:

  • DOI
  • https://doi.org/10.1039/D6RA01470D



來源:材料分析與應用

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關推薦
熱點推薦
亞洲杯大結局:朝鮮5-1日本奪冠,中國2-4獲季軍進世界杯

亞洲杯大結局:朝鮮5-1日本奪冠,中國2-4獲季軍進世界杯

林子說事
2026-05-18 03:32:37
驚天逆轉!中國臨時組合力克日本隊奪冠!

驚天逆轉!中國臨時組合力克日本隊奪冠!

環球網資訊
2026-05-17 17:05:09
賴清德稱沒有“臺獨”問題,賴士葆侯友宜吁民進黨廢“臺獨黨綱”

賴清德稱沒有“臺獨”問題,賴士葆侯友宜吁民進黨廢“臺獨黨綱”

海峽導報社
2026-05-18 13:25:20
最新 | 廣西柳州再次地震!現場震感強烈!

最新 | 廣西柳州再次地震!現場震感強烈!

天津廣播
2026-05-18 08:21:43
日媒:日本高官傲慢來華,高調吹捧高市,中日零交流,當天就走了

日媒:日本高官傲慢來華,高調吹捧高市,中日零交流,當天就走了

小齊艱難度日
2026-05-17 02:34:45
孩子展廳誤踩電視賠五百,家長堅稱無責是小米故意埋雷

孩子展廳誤踩電視賠五百,家長堅稱無責是小米故意埋雷

映射生活的身影
2026-05-17 21:17:42
侍衛救了乾隆的命,乾隆問他要何賞賜?侍衛:就賞我一個宮女吧

侍衛救了乾隆的命,乾隆問他要何賞賜?侍衛:就賞我一個宮女吧

浩渺青史
2026-05-17 20:57:46
《百年孤獨》最殘忍的一句話:陪你走完這一生的從來不是愛情也不是親情,是你自己都沒發現的靈魂里這兩樣東西

《百年孤獨》最殘忍的一句話:陪你走完這一生的從來不是愛情也不是親情,是你自己都沒發現的靈魂里這兩樣東西

心理觀察局
2026-05-17 08:35:17
最強卡車炮被人吐槽:中國181卡車炮還要人工裝炮彈?太落后了

最強卡車炮被人吐槽:中國181卡車炮還要人工裝炮彈?太落后了

愛吃醋的貓咪
2026-05-17 22:23:38
泰勒·斯威夫特這只薄荷綠籃子包,26美元就能抄作業

泰勒·斯威夫特這只薄荷綠籃子包,26美元就能抄作業

赴一場山海啊
2026-05-18 00:56:09
終結上海26連勝!京媒譏諷:上海故意放水可以再賣一場門票?

終結上海26連勝!京媒譏諷:上海故意放水可以再賣一場門票?

大嘴爵爺侃球
2026-05-18 10:26:18
有領導困惑:發了那么多文,開了那么多會,建立了那么多制度,為什么有的工作責任就是落不了實?

有領導困惑:發了那么多文,開了那么多會,建立了那么多制度,為什么有的工作責任就是落不了實?

碧翰烽
2026-05-17 20:34:29
醫生發現:每天早起后先排便的人,用不了半年身體或迎來5改變

醫生發現:每天早起后先排便的人,用不了半年身體或迎來5改變

垚垚分享健康
2026-05-15 16:59:08
沉默45年,中國終于迎來第二輪“嚴打”!目標改變總體戰正式打響

沉默45年,中國終于迎來第二輪“嚴打”!目標改變總體戰正式打響

聞識
2026-05-04 08:59:03
一字跌停根本賣不掉!滿倉聞泰科技已虧261萬,股民絕望發問

一字跌停根本賣不掉!滿倉聞泰科技已虧261萬,股民絕望發問

財經智多星
2026-05-18 12:45:45
自廢武功!盧偉出現了3個錯誤,坑慘了上海隊

自廢武功!盧偉出現了3個錯誤,坑慘了上海隊

體育哲人
2026-05-18 10:42:03
安徽反腐通報:合肥、銅陵2名干部被查!

安徽反腐通報:合肥、銅陵2名干部被查!

鳳凰網安徽
2026-05-17 16:08:06
哈登樂壞了!騎士狂勝活塞晉級東決,賽后4大好消息,總冠軍有戲

哈登樂壞了!騎士狂勝活塞晉級東決,賽后4大好消息,總冠軍有戲

林子說事
2026-05-18 11:57:27
黑絲風靡取代傳統白絲,不止迎合大眾審美,更是為遮掩肢體小瑕疵

黑絲風靡取代傳統白絲,不止迎合大眾審美,更是為遮掩肢體小瑕疵

書寫傳奇
2026-05-18 08:21:02
邱澤許瑋甯公園遛娃,身上綁著腰凳將兒子舉高高,一家三口超幸福

邱澤許瑋甯公園遛娃,身上綁著腰凳將兒子舉高高,一家三口超幸福

柒佰娛
2026-05-18 08:12:02
2026-05-18 14:51:00
石墨烯聯盟
石墨烯聯盟
匯聚行業資訊,介紹研究進展。
6153文章數 3987關注度
往期回顧 全部

科技要聞

國產大模型集體更新后能力有多強?

頭條要聞

特朗普嚴厲警告"臺獨"后 賴清德首度發聲被指態度強硬

頭條要聞

特朗普嚴厲警告"臺獨"后 賴清德首度發聲被指態度強硬

體育要聞

41歲,他還想第5次踢世界杯

娛樂要聞

小S曬全家福懷念大S,爺爺奶奶最疼姐姐

財經要聞

前4月工業生產較快增長 失業率5.3%

汽車要聞

小米YU7 GT定檔5月21日19:00上市 跑車級轎跑SUV

態度原創

房產
家居
教育
旅游
軍事航空

房產要聞

最新數據!??诙址績r,開始連漲!

家居要聞

觀山隱秀 心靈沉淀

教育要聞

三年級奧數:ABCD+ACD+CD=1989,難住不少學生

旅游要聞

大興西瓜節本周六開幕,這份逛吃攻略提前碼?。。嵴裣M看京潮

軍事要聞

莫斯科遭一年多來最大規模無人機襲擊 3死18傷

無障礙瀏覽 進入關懷版