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Microstructural and mechanical properties of cellulose aerogels

Aney, Shivangi und Schestakow, Maria und Milow, Barbara und Rege, Ameya Govind (2022) Microstructural and mechanical properties of cellulose aerogels. 6th International Seminar on Aerogels, 28.-30. Sep. 2022, Hamburg, Deutschland.

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Kurzfassung

The nanostructure of cellulose aerogels consists of nanofibrils that are interconnected in a three-dimensional (3-d) space. The properties of cellulose aerogels are influenced by their nanofibrillar network which necessitates the analysis of their porous nanostructure using computational reconstruction methods. These mechanically strong aerogels are synthesized from aqueous salt hydrate melts [1] and tensile and compressive tests are conducted to investigate their mechanical properties. Furthermore, the structural properties such as the bulk and skeletal densities and the pore-size distributions are described. These pore-size distributions are used to generate a 3-d random close packing of polydisperse spheres [2] where the volume distribution of the spheres adheres to the pore-size distribution of aerogels. Then, Laguerre Voronoi tessellations [3] are generated on these spheres to obtain an open-porous fibrillar network while retaining the initial pore-volume distribution and thus corresponding to the 3-d nanostructure of aerogels. To investigate the macroscopic mechanical properties of these aerogels based on the modelled nanostructure, the open-porous networks are imported into a finite-element program as representative volume elements (RVE). The elastic as well as the inelastic features are described and validated with corresponding experimental data. [1] Rege A., Schestakow M., Karadagli I., Ratke L., & Itskov M., Soft Matter, 12, 7079-7088, 2016 [2] Lubachevsky B. Z. & Stillinger F. H., Journal of Statistical Physics, 60(5), 561-583, 1990 [3] Imai H., Iri M., & Murota K., SIAM Journal on Computing, 14(1), 93105, 1985

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188757/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Microstructural and mechanical properties of cellulose aerogels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Aney, ShivangiShivangi.Aney (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schestakow, MariaMaria.Schestakow (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 September 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cellulose, aerogel, mechanical properties, modeling
Veranstaltungstitel:6th International Seminar on Aerogels
Veranstaltungsort:Hamburg, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:28.-30. Sep. 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Rege, Dr. Ameya Govind
Hinterlegt am:27 Okt 2022 08:58
Letzte Änderung:27 Okt 2022 08:58

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