Kalayan kamekaran industri transportasi, polusi sora lalu lintas parantos janten masalah anu serius, anu parantos janten panyabab poténsial pikeun ékonomi global, lingkungan ékologis sareng kaséhatan manusa. Kusabab struktur porous sareng saluran anu melengkung tina bahan serat tiasa ningkatkeun gesekan sareng disipasi gelombang akustik, seueur panilitian anu parantos nganggo bahan serat salaku komponén inti panyerep sora. Nanging, kusabab watesan anu aya dina diaméter serat anu ageung sareng porositas anu handap, hésé pikeun bahan pangurangan sora serat tradisional pikeun ngagaduhan kinerja panyerepan anu luhur pikeun sora frékuénsi rendah anu gampang dihasilkeun ku kendaraan. Upami ketebalan atanapi kapadetan bahan serat ningkat, beurat bahan bakal ageung, sareng konsumsi énergi bakal ningkat, anu bertentangan sareng konsép héjo sareng rendah karbon. Sareng bahan pangurangan sora polimér umum ngagaduhan résistansi panas anu goréng, henteu ngan ukur gampang nyababkeun kagagalan dékomposisi bahan, sareng bahkan nyababkeun masalah kaamanan.

Pikeun ngarengsekeun masalah di luhur, Prof. Jianyong Yu sareng timna ti Universitas Donghua ngusulkeun pikeun nyiapkeun spons nanofiber keramik fléksibel (FCNS) kalayan struktur belitan berlapis unik anu diwangun ku nanofiber SiO2 fléksibel (SNF) sareng oksida graféna réduksi (rGO) ku cara ngagabungkeun téknologi pangeringan beku arah sareng réduksi askorbat. Pikeun minuhan sarat bahan panyerepan sora lalu lintas pikeun kinerja réduksi noise, stabilitas struktural sareng résistansi panas, SNF fléksibel kalayan stabilitas termal anu saé dipilih salaku pondasi pikeun ngawangun struktur rangka serat. Dina waktos anu sami, nanosheet GO DUA DIMENSI fléksibel dipilih salaku perekat sareng pameungpeuk makropori pikeun ngadegkeun belitan anu efektif antara SNF sareng meungpeuk pori-pori dina témbok serat. Pamungkas, struktur rakitan sandwich dirancang pikeun ngawujudkeun disipasi sababaraha gelombang akustik broadband. Béda sareng metode sateuacanna pikeun nyiapkeun bahan pangurangan noise, persiapan SNF anu saderhana digabungkeun sareng kalenturan téknologi pangeringan beku arah ngajantenkeun FCNS gampang disiapkeun sareng tiasa disaluyukeun strukturna.

Desain struktural sareng hirarki FCNS

Sipat mékanis FCNS raket patalina jeung eusi SNF jeung GO, sarta FCNS70 (eusi SNF: GO 10:7) kapanggih miboga stabilitas struktural anu dipikahayang. Struktur beulitan anu unik méré FCNS kinerja tekuk anu alus sarta bisa nahan deformasi tekuk anu gedé (80%) tanpa retakan. FCNS70 ogé némbongkeun kinerja tekuk siklik anu alus, nahan leuwih ti 70% tina tegangan maksimum awal sanggeus 1000 siklus tekuk siklik. Salian ti éta, FCNS némbongkeun résistansi kacapean komprési anu diperlukeun, kalawan deformasi plastik FCNS70 ngan 4.3% sanggeus 1000 siklus komprési dina galur gedé (60%). Salian ti éta, FCNS ngagabungkeun sipat struktural bahan polimér jeung résistansi suhu luhur keramik, némbongkeun viskoelastisitas anu stabil jeung superelastisitas dina suhu lingkungan anu béda.

Ciri mékanis FCNS

Modél johnson-Champoux-Allard dianggo pikeun nungtun sareng ngaoptimalkeun desain FCNS, nalungtik pangaruh parameter akustik kana kinerja panyerepan sora FCNS, sareng salajengna ngarancang parameter struktural FCNS pikeun ngahontal panyerepan noise pita lega. Struktur sandwich kalayan arah ketebalan FCNS salajengna diwangun pikeun ningkatkeun jalur pantulan multistage gelombang sora dina bahan sacara efektif, sahingga suksés ningkatkeun disipasi énergi sora, nunjukkeun panyerepan noise anu luhur (NRC 0.56) sareng ultralightness (280.8 g/m2).

Aplikasi panyerepan bising tina FCNS sandwich

Métode ieu megatkeun halangan panyerepan frékuénsi handap tina panyerep noise tradisional sareng nyayogikeun ideu anu langkung lega pikeun ngembangkeun bahan pangurangan noise anu efisien. Panalungtikan anu aya hubunganana dijudulan Spons nanofibrous keramik fleksibel kalayan jaringan graphene anu dihijikeun sacara hierarkis ngamungkinkeun noise Judul ABSORPTION dipedalkeun dina Nature Communications.