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研究前沿

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新一代超强纤维问世

小太阳网登录:2011-08-13      来源:      阅读次数:


  用来制作防弹服等产品的凯夫拉尔纤维,是美国杜邦企业于上世纪70年代研发的一种新材料,将其浸渍在一种采用纳米技术的、由聚乙二醇和硅微粒合成的超浓液体后,强度和硬度大大提高,大约是钢的5倍。

  现在,一种据说比凯夫拉尔纤维更强、更硬、更耐磨的新一代超强纤维,由美国西北大学的奥拉西奥·埃斯皮诺萨领导的跨学科小组研制成功。它除了可用于制作防弹服外,还可以用来制造降落伞及汽车、飞机和军用卫星的零部件,在医疗、体育和消防等领域也大有可为。此项研究成果最近刊登在美国化学学会的专业期刊上。

  制造这种新型纤维所使用的碳纳米管是一种碳的同素异形体,从个体上讲它是硬度最大的物质之一;但是如果把它们捆在一起,就会丧失这一特性,因为碳纳米管之间会发生滑动。借助电子显微镜技术,研究人员对各种新型纤维进行了从纳米到宏观等多层面的测试和检查,了解到细微的相互作用对材料性能有很大影响。例如由于相互作用的不同,有的材料强度、硬度很高,但延展性不够;有的则相反。如何将各种材料的优点结合起来,使之成为既保持很高强度和硬度,又具有良好延展性的新材料,成为研究的重点和难点。研究小组取得的一项重大突破,是向碳纳米管中添加一种聚合物;在聚合物的作用下,终于研制出这种能够吸取和消除巨大能量的冲击而不会破裂的新纤维,它被认为是当前特定工业领域的最佳材料。研究人员表示,如果能进一步改善碳纳米管束之间的相互作用,这种纤维的强度还可以更大。

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