由刚性元件如晶体或石墨化碳组装而成的无机材料通常表现出脆性和硬度。然而，研究发现，TiO₂陶瓷晶体纳米纤维（NFs）和碳纳米纤维都表现出了优异的柔韧性，其中前者具有惊人的可打结性，后者则表现出优异的弯曲回弹性能。

近日，东华大学闫建华研究员，丁彬教授报道了开发了一种通过碳填充到TiO₂ NFs中来合成弯曲回弹性能可调的柔性TiO₂ NFs的一般策略。

文章要点

1）研究发现，纯TiO₂ NFs表现出出众的柔韧性，令人惊讶地可伸展、弯曲，甚至可打结，而纯碳NFs则表现出优异的弯曲回弹性能。受这两种不同力学性能的启发，研究人员设计了一系列具有不同弯曲回弹性能的这两种组分含量不同的复合材料NFs，并系统地研究了力学回弹与NF结构之间的关系。动态力学热分析（DMTA）结果表明，纳米TiO₂颗粒的加入量越多，其弯曲应力越小，弯曲应力越小，弯曲回弹能力越弱。

2）基于这些结果，研究人员提出了一种解释无机非晶玻璃力学回弹的理论。TiO2纳米颗粒与碳的非均相界面提供了应力传递通道，部分应力被石墨片层吸收，去除应力后自动释放，使复合材料具有动态弯曲回弹性能。此外，此外，原位动态弯曲试验证实，单一复合材料NF在保持弯曲回弹的同时，具有良好的柔软性。

这一研究对于理解无机纤维的不同弯曲机理具有重要意义。

参考文献

Xiao Wang, et al, A General Strategy to Fabricate Flexible Oxide Ceramic Nanofibers with Gradient Bending-Resilience Properties, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202103989

https://doi.org/10.1002/adfm.202103989