麻省理工研制出新型高強(qiáng)度/高韌性納米纖維
多年以來,凱夫拉(Kevlar)在材料界的地位一直難以被撼動。不過麻省理工科學(xué)家們最新研發(fā)的新型納米纖維,有望向它發(fā)起挑戰(zhàn)。雖然它是一種聚合物納米纖維,但強(qiáng)度和韌性亦相當(dāng)高,未來或被用于體積更小的防彈衣等產(chǎn)品上。由 Gregory Rutledge 教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),借助現(xiàn)有的“凝膠紡絲”(gel spinning)技術(shù)制成了這種新型納米纖維。
“凝膠電紡”納米纖維的一張掃描電鏡顯微圖像(via MIT) 其制造原理是將一股聚合物凝膠通過加熱的注射器擠壓延展和機(jī)械旋轉(zhuǎn)成一縷,而在本例中,凝膠并非通過機(jī)械方式來旋轉(zhuǎn),而是借助電場來實(shí)現(xiàn)。 最終結(jié)果是,這種凝膠電紡絲納米纖維的寬度只有數(shù)百納米,雖然理由還不是很清楚,但其確實(shí)表現(xiàn)出了超高的強(qiáng)度和韌性 —— 這些材料學(xué)上,并不是一件能夠經(jīng)常發(fā)生的事情。 Rutledge 表示:“通常情況下,當(dāng)你獲得高強(qiáng)度的時(shí)候,也會失去一些韌性。由于缺乏能量吸收的機(jī)制,這時(shí)材料會變得更脆而導(dǎo)致斷裂,因此這種兼顧兩種特性的材料才顯得如此特殊”。 與碳和陶瓷纖維相比,這種新型納米纖維在強(qiáng)度上與之類似,但韌性卻更加出眾。此外它的密度也更低,因而在一些極力減重的裝置上,它較傳統(tǒng)材料更具優(yōu)勢。 當(dāng)然最重要的一點(diǎn)是,由于這種新型納米纖維的生產(chǎn)相對容易,所以最終產(chǎn)品的成本也可以做到更加低廉。 [編譯自:New Atlas , 來源:MIT] |