新華社北京８月２５日電 空客（北京）工程技術(shù)中心與中國(guó)國(guó)家納米科學(xué)中心近日在北京宣布共同設(shè)立“復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室”，標(biāo)志這一航空業(yè)巨頭將與在全球納米研究具有重要地位的中國(guó)頂尖科研機(jī)構(gòu)聯(lián)手，展開(kāi)納米功能復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的前沿探索與工程應(yīng)用研發(fā)。

    “空客與中國(guó)科學(xué)家的在納米材料上展開(kāi)合作，把產(chǎn)業(yè)的需求與最尖端的技術(shù)研發(fā)結(jié)合起來(lái)，這是我們都期待著的未來(lái)。”空客（北京）工程技術(shù)中心總經(jīng)理程龍說(shuō)。

    輕如鴻毛的碳納米管海綿，可以吸音、隔熱

    共同目標(biāo)：從科研到工程

    從紙飛機(jī)、木頭飛機(jī)、金屬飛機(jī)再到復(fù)合材料飛機(jī)，人類的飛行夢(mèng)越飛越高。空中客車公司和中國(guó)頂尖科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家決定攜手探索未來(lái)——將納米材料“注入”飛機(jī)，探尋讓飛行變得更輕量、更安全、更高效的新可能。

    “交通運(yùn)輸工具的輕量化和安全性是永恒的主題，關(guān)乎節(jié)能環(huán)保和乘客人身安全。復(fù)合材料以及進(jìn)一步的智能材料，是解決這些問(wèn)題的重要途徑。”中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授范守善說(shuō)。

    納米科技是上世紀(jì)９０年代初開(kāi)始引發(fā)全球極大關(guān)注的新興科技，甚至被認(rèn)為能夠?qū)⑷藗冋J(rèn)識(shí)、改變微觀世界的能力提高到前所未有的高度。

    納米，是從國(guó)際通用名稱音譯而來(lái)的長(zhǎng)度度量單位。一根發(fā)絲的直徑大約是０。０５毫米，如果把它剖成２５億根，那么每根的直徑就是１納米。當(dāng)體量小卻能量大的納米材料帶著傳統(tǒng)材料不具備的物理、化學(xué)等“奇異”特性進(jìn)入飛機(jī)，未來(lái)的飛機(jī)和我們的飛行將會(huì)怎樣？

    “材料如果要成為‘可用的材料’，必須有行業(yè)介入。科研必須產(chǎn)業(yè)結(jié)合去創(chuàng)造出新一代材料。”范守善說(shuō)。

整齊排列的碳納米管陣列。

    航空：“納米”的新天地

    從微觀世界的納米材料研究到龐大飛機(jī)機(jī)體上的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，納米與航空業(yè)的連接注定不會(huì)是一步之遙，但前景是可見(jiàn)的。空客與中國(guó)科研人員決定，一道探索納米材料與航空的“跨界”未來(lái)。

    在人類百余年的航空發(fā)展史中，航空動(dòng)力與材料的進(jìn)步始終是拉動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的重要力量。比如，在上世紀(jì)６０年代開(kāi)始研究的碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)成為當(dāng)今新一代飛機(jī)的標(biāo)志性特征。

    “大量碳纖維復(fù)合材料的加入讓新一代飛機(jī)的重量更輕，機(jī)艙濕度和壓力環(huán)境更宜人，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和舒適性的躍升。”納米科學(xué)中心研究室主任張忠說(shuō)，比如在空客最新寬體客機(jī)Ａ３５０ＸＷＢ上，碳纖維復(fù)合材料占到飛機(jī)重量的５２－５３％，體積則超過(guò)８０％。

空客A350XWB寬體飛機(jī)。空客中國(guó)提供

    張忠說(shuō)，通過(guò)納米顆粒可有效提高碳纖維和高分子材料的界面性能，從而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能有非常明顯的提高。這些碳纖維的直徑在７至８微米，但其界面在亞微米或納米尺度。

    “通過(guò)納米改性，高分子材料的機(jī)體可以有效地提高它的界面性能，從而帶來(lái)復(fù)合材料性能的提高。”張忠說(shuō)。

    目前，其團(tuán)隊(duì)的研究方向包括：通過(guò)納米技術(shù)提高復(fù)合材料韌性，提高碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)電的特性，通過(guò)復(fù)合材料制備具有“自愈合”等能力的智能材料，通過(guò)納米材料制備出探測(cè)傳感器來(lái)開(kāi)展飛機(jī)結(jié)構(gòu)的“健康檢測(cè)”。

    科研人員將讓納米材料的“神奇”特性在航空業(yè)大展身手。比如，復(fù)合材料在運(yùn)行和加工過(guò)程中都可能會(huì)形成一些纖維和界面破壞的缺陷，有可能對(duì)飛機(jī)的運(yùn)行安全帶來(lái)巨大的隱患，而納米顆粒則可以有效地阻止這些缺陷的形成和擴(kuò)大。

    “我們還在探索具備自修復(fù)能力的智能材料，將修復(fù)材料制備在微膠囊中。飛機(jī)出現(xiàn)破損劃痕后，微膠囊的材料可以自修復(fù)整個(gè)復(fù)合材料的體系，機(jī)體的力學(xué)性能和其他性能將得到提高。”張忠說(shuō)。

    邁向未來(lái)：航空的新可能

    航空業(yè)是以安全性為生命線的行業(yè)，任何材料和技術(shù)被應(yīng)用于航空業(yè)都意味著要邁進(jìn)一個(gè)門檻非常之高也更值得期待的未來(lái)。

    “從新材料問(wèn)世到符合航空業(yè)認(rèn)可并應(yīng)用的安全、長(zhǎng)壽命、高可靠性材料，我們要經(jīng)歷非常艱苦、長(zhǎng)期的奮斗過(guò)程。它背后可能是一代人，甚至幾代人的付出，才有了航空業(yè)的進(jìn)步。”范守善說(shuō)。

    納米材料作為一個(gè)更新、更年輕的領(lǐng)域，在民航業(yè)尚沒(méi)有得到應(yīng)用，這也意味著這個(gè)領(lǐng)域的探索不僅將帶來(lái)航空材料的創(chuàng)新，甚至引發(fā)航空業(yè)的某些革命性變化。

    程龍表示，空客此次與中國(guó)科研院所的合作是其在全球首次展開(kāi)納米材料領(lǐng)域的合作，將展開(kāi)“立足長(zhǎng)遠(yuǎn)”和“著手當(dāng)下”兩條主線。

    “在長(zhǎng)期發(fā)展的主線上，我們并不追求在短期或者幾年內(nèi)快速地應(yīng)用于某個(gè)具體產(chǎn)品上，而是把航空業(yè)的需求提給科學(xué)家們進(jìn)行探索性研發(fā)。”程龍說(shuō)。

    另一條主線則追求快速落實(shí)到產(chǎn)品的應(yīng)用——將科研機(jī)構(gòu)半成熟或有一定進(jìn)展的技術(shù)與空客的行業(yè)資源、研發(fā)能力結(jié)合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)到工程的快速應(yīng)用。

    “納米材料實(shí)現(xiàn)在航空業(yè)的真正應(yīng)用，將有一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程。但是今天就必須開(kāi)始做，因?yàn)槲覀冇幸粋€(gè)共識(shí)——這代表未來(lái)。”范守善說(shuō)。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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