Transporditööstuse arenguga on liiklusmürast saanud tõsine probleem, millest on saanud potentsiaalne maailmamajanduse, ökoloogilise keskkonna ja inimeste tervise tapja. Kuna kiudmaterjalide poorne struktuur ja painutatud kanal võivad suurendada akustiliste lainete hõõrdumist ja hajumist, on paljud uuringud kasutanud kiudmaterjale mürasummuti põhikomponendina. Suure kiu läbimõõdu ja madala poorsusega seotud piirangute tõttu on aga traditsioonilistel kiudude müravähendusmaterjalidel raske saavutada sõidukite kergesti tekitatava madalsagedusliku müra kõrget neeldumist. Kui kiudmaterjali paksust või tihedust suurendatakse, on materjali kaal suur ja energiatarbimine suureneb, mis on vastuolus rohelise ja madala süsinikusisaldusega kontseptsiooniga. Ja tavalistel polümeersetel mürasummutavatel materjalidel on halb kuumuskindlus, mis mitte ainult ei põhjusta materjali lagunemise tõrkeid ega põhjusta isegi ohutusprobleeme.

Ülaltoodud probleemide lahendamiseks tegi prof Jianyong Yu ja tema meeskond Donghua ülikoolist ettepaneku valmistada painduva kihilise põimumisstruktuuriga painduv keraamiline nanokiudkäsn (FCNS), mis koosneb painduvatest SiO2 nanokiududest (SNF) ja redutseeritud grafeenoksiidist (rGO) kombineerides. Suunatud külmkuivatustehnoloogia ja askorbaadi vähendamine. Et täita liiklusmüra neeldumismaterjalide nõudeid mürasummutamise, konstruktsiooni stabiilsuse ja kuumakindluse osas, valiti kiudkarkassi ehituse aluseks hea termilise stabiilsusega painduv SNF. Samal ajal valiti liimide ja makropoorsete blokaatoritena painduvad KAHEMÕÕTMELISED GO nanolehed, et luua tõhusad põimumised SNF-i vahel ja blokeerida kiuseina poorid. Lõpuks on sandwich-koostu struktuur loodud lairiba akustiliste lainete mitmekordse hajumise realiseerimiseks. Erinevalt varasematest müra vähendavate materjalide valmistamise meetoditest muudab SNF-i lihtne valmistamine koos suunatava külmkuivatustehnoloogia paindlikkusega FCNS-i lihtsaks valmistada ja struktuuriga reguleeritavaks.

FCNS-ide struktuurne disain ja hierarhia

FCNS-ide mehaanilised omadused on tihedalt seotud SNF-ide ja GO sisaldusega ning leiti, et FCNS70-l (SNF-i sisaldus: GO 10:7) on soovitud struktuurne stabiilsus. Ainulaadne takerdumisstruktuur tagab FCNS-ile suurepärase paindejõudluse ja talub suuri paindedeformatsioone (80%) ilma murdumiseta. FCNS70 näitas ka head tsüklilist paindumist, säilitades pärast 70 tsüklilist paindumise tsüklit enam kui 1000% esialgsest maksimaalsest pingest. Lisaks näitasid FCNS-id nõutavat surveväsimuskindlust, kusjuures FCNS70 plastiline deformatsioon oli pärast 4.3 survetsüklit suure pinge all (1000%) vaid 60%. Lisaks ühendavad FCNS-id polümeermaterjalide struktuursed omadused keraamika kõrge temperatuuritaluvusega, näidates stabiilset viskoelastsust ja superelastsust erinevatel ümbritseva õhu temperatuuridel.

FCNS-de mehaanilised omadused

Johnson-Champoux-Allardi mudelit kasutati FCNS-i disaini suunamiseks ja optimeerimiseks, akustiliste parameetrite mõju uurimiseks FCNS-i helineeldumisvõimele ja FCNS-i struktuuriparameetrite edasiseks kavandamiseks, et saavutada lairibamüra neeldumine. Lisaks konstrueeriti FCNS-i paksuse suunaga sandwich-struktuur, et tõhustada helilainete mitmeastmelist peegeldusteed materjali sees, suurendades seeläbi edukalt helienergia hajumist, näidates kõrget müra neeldumist (NRC 0.56) ja ülikergust (280.8 g/m2).

Sandwich-FCNS-i mürasummutusrakendused

See meetod murrab traditsioonilise mürasummuti madalsagedusliku neeldumise kitsaskoha ja annab laiema idee tõhusate mürasummutavate materjalide väljatöötamiseks. Seotud uurimustöö kannab pealkirja Flexible ceramic nanofibrous sponges with Hierarchically Entangled graphene networks enable noise The title of ABSORPTION avaldati ajakirjas Nature Communications.