科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

研发多数发生在新产品设计、新技术的探索和工程优化过程中。在不断提高产品性能的背景下，高杨氏模量和低密度的材料具有重要意义。这些材料能够为制造商提供更大的设计灵活性，同时实现产品轻量化，延长产品寿命，减少材料浪费等多种好处。此外，材料的机械内阻尼也是产品在使用过程中的重要性能指标之一，能够减缓机械振动和噪音，从而提高产品的耐用性和使用效率。厚度方面的要求也是实现产品柔性设计、曲线剪切、变形适应能力的重要因素。因此，研发满足这些需求的新材料对未来工业生产、企业竞争力以及技术创新等方面具有重要的战略意义。

需解决的主要技术难题

1. 杨氏模量：杨氏模量需大于50 Mpa，数值越高越好。这是因为该企业所需的产品需要具备较高的刚性和弹性模数，以满足产品的性能需求。

2. 密度：密度需小于*** g/cm^3，这是为了确保产品轻盈，并具有较好的悬挂能力和流畅性，以便于制成远距离曲线形状。

3. 机械内阻尼：机械内阻尼需要大于***，数值越高越好。这是为了确保产品具有较高的耐久性，以及抗震和抗振能力，从而增加其使用寿命。

4. 厚度：厚度应在30 ~100 um之间。这是为了确保产品具有较好的柔性和弯曲能力，同时确保有足够的强度，以应对实际使用时的压力。

期望实现的主要技术目标

寻找高杨氏模量、低密度的，具有自支撑刚性的石墨烯或其他新型碳材料薄片，预期做成弧形不破碎（D:3～25 mm、H:***～3 mm），具体要求如下：

1、杨氏能量E>50 Mpa，越高越好；

2、密度ρ<*** g/cm^3；

3、机械内阻尼tan δ>***,高一些更佳；

4、厚度要求30 ~100 um。

需求解析

解析单位：“科创中国”新材料产业科技服务团（江西）（中国材料研究学会） 解析时间：2023-11-29

赵国栋

中国材料研究学会

项目主管

综合评价

该需求要求开发高杨氏模量、低密度，具有自支撑刚性的石墨烯或其他碳材料薄片，且需要其能够弯曲而不破碎，厚度要求在30 ~100 um之间。此需求具有一定的技术难度，需要涉及材料科学、物理学以及工程学等各个领域的知识。 在材料制备方面，需要选择合适的材料并对其结构进行优化，以满足高杨氏模量、低密度、内阻尼等要求。此外，在制备过程中，还需要考虑薄片的可靠性、稳定性和成本等因素。 在测试和验证方面，需要采用严格的测试方法对制备的材料进行综合测试，以确保其各项性能指标达到要求。同时，还需要对材料进行纵向和横向多个方向的弯曲测试，以确定其具有自支撑刚性并且能够弯曲不破碎的特性。 在推广和应用方面，需要考虑应用场景和环境的不同，进一步提高材料的性能稳定性和可持续性。此外，高性能材料相对较高的制备成本也是一个需要考虑的问题。 综合评价来看，这是一项具有挑战性的需求。但是，随着碳材料的研究不断深入，材料制备和测试技术的不断发展，寻找到满足这些要求的材料已经成为可能。如果成功实现，这种具有自支撑刚性的石墨烯或其他碳材料薄片将有望在许多领域实现广泛的应用，如电子、医疗、航空航天等。

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