Freeze Casting: From Low‐Dimensional Building Blocks to Aligned Porous Structures—A Review of Novel Materials, Methods, and Applications - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Advanced Materials Année : 2020

Freeze Casting: From Low‐Dimensional Building Blocks to Aligned Porous Structures—A Review of Novel Materials, Methods, and Applications

Résumé

Freeze casting, also known as ice templating, is a particularly versatile technique that has been applied extensively for the fabrication of well‐controlled biomimetic porous materials based on ceramics, metals, polymers, biomacromolecules, and carbon nanomaterials, endowing them with novel properties and broadening their applicability. The principles of different directional freeze‐casting processes are described and the relationships between processing and structure are examined. Recent progress in freeze‐casting assisted assembly of low dimensional building blocks, including graphene and carbon nanotubes, into tailored micro‐ and macrostructures is then summarized. Emerging trends relating to novel materials as building blocks and novel freeze‐cast geometries—beads, fibers, films, complex macrostructures, and nacre‐mimetic composites—are presented. Thereafter, the means by which aligned porous structures and nacre mimetic materials obtainable through recently developed freeze‐casting techniques and low‐dimensional building blocks can facilitate material functionality across multiple fields of application, including energy storage and conversion, environmental remediation, thermal management, and smart materials, are discussed.
(traduit par un robot) La coulée sous pression, également connue sous le nom de modèle de glace, est une technique particulièrement polyvalente qui a été largement appliquée pour la fabrication de matériaux poreux biomimétiques bien contrôlés à base de céramique, de métaux, de polymères, de biomacromolécules et de nanomatériaux de carbone, leur conférant de nouvelles propriétés et leur élargissement. leur applicabilité. Les principes des différents processus de coulée sous pression directionnelle sont décrits et les relations entre le traitement et la structure sont examinées. Les progrès récents dans l'assemblage assisté par coulée sous pression de blocs de construction de faible dimension, y compris le graphène et les nanotubes de carbone, en micro et macrostructures sur mesure sont ensuite résumés. Les tendances émergentes concernant les nouveaux matériaux comme les blocs de construction et les nouvelles géométries coulées sous pression - perles, fibres, films, macrostructures complexes et composites mimétiques de nacre - sont présentées. Par la suite, les moyens par lesquels les structures poreuses alignées et les matériaux mimétiques de nacre pouvant être obtenus par le biais de techniques de coulée sous pression et de blocs de construction de faible dimension récemment développés peuvent faciliter la fonctionnalité des matériaux dans de multiples domaines d'application, y compris le stockage et la conversion d'énergie, l'assainissement de l'environnement, la gestion thermique et les matériaux intelligents sont discutés.
Fichier principal
Vignette du fichier
adma.201907176 (1).pdf (9.13 Mo) Télécharger le fichier
Origine Publication financée par une institution
Loading...

Dates et versions

hal-02545019 , version 1 (16-04-2020)

Identifiants

Citer

Gaofeng Shao, Dorian Hanaor, Xiaodong Shen, Aleksander Gurlo. Freeze Casting: From Low‐Dimensional Building Blocks to Aligned Porous Structures—A Review of Novel Materials, Methods, and Applications. Advanced Materials, 2020, pp.1907176. ⟨10.1002/adma.201907176⟩. ⟨hal-02545019⟩
38 Consultations
235 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More