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碳泡沫材料是一種相互貫通型多孔材料，它質(zhì)輕、耐高溫，熱性能與導(dǎo)電性能可調(diào)，在熱處理、航空航天、能量?jī)?chǔ)存等諸多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。近幾年來，用石墨烯片可以制造碳泡沫，但是這種方法制造出來的產(chǎn)品機(jī)械性能差。同時(shí)，其工序復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，因此，該領(lǐng)域的科學(xué)家們一直致力于開發(fā)出低成本、環(huán)保的碳泡沫生產(chǎn)工藝。

最近，來自哈爾濱工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所的Qingyu Peng與Yibin Li研究小組在這方面取得了突破。他們的方案是利用“烤面包”的方法即可生產(chǎn)出性能優(yōu)異的碳泡沫材料。聽起來似乎荒誕不經(jīng)，但是利用面粉這種大量生產(chǎn)的可再生生物質(zhì)資源制造珍貴的高性能材料具有實(shí)際意義。

值得一提的是，該領(lǐng)域以往研究的想象力似乎也非常豐富，前期已經(jīng)有多個(gè)課題組開發(fā)出利用西瓜、甘蔗渣、柚子皮、香蕉皮等多種生物質(zhì)材料制造出碳泡沫材料的研究出現(xiàn)。

哈工大的“烤面包”怎么做？

說起這款“烤面包”的制作工藝，其實(shí)并不復(fù)雜。第一步，真的是要烤出一款面包來——你沒看錯(cuò)，研究者使用的就是超市買回來的面粉和酵母，按照一定的比例與水混合發(fā)酵和烘烤后得到的面包，和我們?nèi)粘躺钪械目久姘鼪]什么大的區(qū)別。隨后，將面包用實(shí)驗(yàn)室級(jí)的管式爐進(jìn)行惰性氣體氛圍下高溫烘烤，面包即發(fā)生碳化，得到碳泡沫材料。

從好吃的面包到好用的材料

研究者用了多種的表征手段證明，得到的碳泡沫材料機(jī)械性能優(yōu)異，可以屏蔽電磁干擾，并且與已有的碳泡沫材料相比可燃性大大降低。

值得一提的是，這種材料的細(xì)節(jié)參數(shù)可以通過面包制作過程中的酵母與水含量來調(diào)節(jié)，使得其具備了多種應(yīng)用前景。

另外，研究者稱，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于其他輕質(zhì)與低熱導(dǎo)性復(fù)合材料的制造也具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

Yuan, Y.; Ding, Y.; Wang, C.; Xu, F.; Lin, Z.; Qin, Y.; Li, Y.; Yang, M.; He, X.; Peng, Q.; Li, Y., Multifunctional Stiff Carbon Foam Derived from Bread. ACS Applied Materials & Interfaces 2016, 8 (26), 16852-16861.