應用生物炭的複合材料由於生物炭本身的多孔性、高比表面積以及化學穩定性，在許多材料性質上都可能得到提升。以下是幾個主要可能改進的材料性質及其相關原因：
1. 機械強度與剛性
生物炭通常具有較高的碳含量和穩定的微觀結構，可以作為增強填料加入到聚合物基體中，提升複合材料的拉伸強度和抗沖擊強度。
• 拉伸強度與剛性： 生物炭的硬度和剛性使得複合材料在受力時更不易變形。
• 抗沖擊性能： 生物炭的均勻分散能夠分散應力集中點，減少裂紋的萌生與擴展。
2. 耐熱性與熱穩定性
由於生物炭的碳骨架結構具有良好的熱穩定性，在高溫環境下其化學性質變化較少。因此，將生物炭作為填料的複合材料往往表現出較高的熱變形溫度（HDT）和較低的熱膨脹係數（CTE）。
• 熱變形溫度（HDT）： 添加生物炭後的複合材料可以在較高溫度下保持形狀，適用於高溫應用場景。
• 熱膨脹係數（CTE）： 生物炭的低熱膨脹性質可以減少複合材料因溫度變化而產生的尺寸變化，提升穩定性。
3. 電氣性能
生物炭的碳結構可能導電性較強，特別是在某些高溫熱解條件下生成的生物炭具有類似石墨的特性。當作為填料使用時，可以提升複合材料的導電性或靜電耗散能力。
• 導電性： 生物炭能形成導電網絡，適合用於抗靜電和電磁屏蔽應用。
• 靜電耗散： 增加的電荷移動能力可以避免電子設備中靜電積累導致的損害。
4. 阻燃性能
生物炭本身不易燃燒，並且在加熱時可以形成一層穩定的炭化層，減緩火焰蔓延。這一特性使得含生物炭的複合材料具有更高的阻燃性，特別是對於需要通過嚴格防火測試的產品。
• 炭化層保護： 炭化層在燃燒過程中起到隔絕氧氣和減少可燃氣體生成的作用。
• 熱釋放速率降低： 生物炭降低了複合材料的燃燒速率，從而提升了阻燃性能。
5. 表面性能與加工性
由於生物炭的多孔結構和表面官能團，複合材料在表面性能和界面黏合性方面也可能得到改善。
• 界面黏附性： 生物炭表面的極性基團能與聚合物基體形成更好的界面黏合，提升材料的整體均勻性和耐久性。
• 表面粗糙度控制： 生物炭的加入可能改善材料表面的光學特性或粗糙度，有助於改進塗層附著或增強摩擦性能。
綜上所述，應用生物炭的複合材料在機械、熱、電氣及阻燃性能等多方面都可能得到顯著提升，使其在工程結構材料、電子設備外殼、建築材料等領域具有廣闊的應用前景。