【叶博士在线】第六十期 碳面包

本期“叶博士在线”的主题是【碳面包】！

碳泡沫材料具有轻质、高强、隔热、...







本期“叶博士在线”的主题是碳面包！

碳泡沫材料具有轻质、高强、隔热、电磁屏蔽、导电性好等突出特性，属于十分高大上的工程材料，但其实也可以非常接地气。这不来自哈尔滨工业大学的研究人员就用我们平常吃的面包“烤”出了孔结构可调的碳泡沫材料，论文以《Multifunctional Stiff Carbon Foam Derived from Bread》为名发表在《ACS Applied Materials and Interfaces》上。

制备过程非常简单，采用的原材料就是从超市购买的面粉和干酵母。首先将一定量的干酵母、面粉和水混合10min活成面团；然后面团在35 oC下发酵60min；在180 oC下烘烤40min；最后在80oC烘箱干燥18h，香喷喷的面包就做好了。将做好的面包放入高温炉中，在氩气气氛下高温煅烧120min脱水碳化，随后冷却至室温即可。煅烧后得到的碳泡沫可维持原先形状，尺寸有所减小。



碳泡沫中分布着不同大小的微孔结构，从数百微米的大孔到几个纳米的小孔，小孔密集分布在大孔之间的壁上。影响孔形貌和孔径大小的关键因素为干酵母数量和面团含水量：随着干酵母量的增加，产气量增加，孔尺寸变大，孔形状从圆形变为不规则形状，小孔数量也增多；随着面团含水量的增加，同样孔径变大，形状变不规则，不同的是小孔数量变化不大，只是尺寸变大形状变不规则。密度为0.29g/cm3的碳泡沫，其比表面积最高可到988 m2/g。



碳泡沫材料表现出了“轻如鸿毛、硬如泰山”的优异力学性质。



碳泡沫另一个优异的性能是隔热性能很好，导热率最低可到0.06 W/m K，将一朵玫瑰花放在碳泡沫上用酒精灯加热能维持花朵原状；将碳泡沫浸渍酒精然后点火，烧完后形状不变，耐火性佳。



没想到平常吃的面包还有这种用处，食品里面有孔的还有膨化饼干、冻豆腐等，指不定也可以做些新花样。生活中真是处处都是学问！



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