Fe-TA超分子应力缓冲层

界面韧性提升41.8%

通过仿生界面结构和多重超分子作用，在碳纤维与环氧树脂间构建应力缓冲层，解决复合材料界面强度与韧性不足的矛盾。

Sun, Wei · Chen, Mingshuo · Hongtao, Liu · Yining, Wang · 侯永平 · 刘明杰

Science China Materials 2025

参数信息

界面剪切强度提升幅度

17.0 %

II型临界应变能释放率提升幅度

41.8 %

技术优势

界面韧性大幅提升

仿生界面结构和多重超分子相互作用能够有效分散应力，将II型临界应变能释放率提升41.8%。

界面强度同步提升

Fe-TA缓冲层通过改善界面润湿性和引入多重超分子相互作用，将界面剪切强度提升17.0%，弥补了单方面增韧导致的强度损失。

仿生设计简单可扩展

采用贻贝启发的Fe(III)-单宁酸配位化学，在碳纤维表面直接构建应力缓冲层，无需复杂设备或苛刻条件。

应用场景

• 碳纤维复合材料：为碳纤维复合材料提供界面增韧，改善其在高应力和振动下的可靠性。
• 航空航天结构材料：提升航空结构材料的界面韧性，满足低温或振动等严苛服役条件。
• 高性能环氧树脂：作为环氧树脂体系的界面改性剂，同时提升强度与韧性而不牺牲工艺性。
• 界面增韧：通过仿生超分子缓冲层分散应力，从根源上解决界面韧性不足的问题。