據(jù)最新一期《科學·材料》雜志報道,美國麻省理工學院開發(fā)出一種被稱為凝膠靜電紡絲的超細纖維生產(chǎn)新工藝,由此制得的納米尺度的纖維具有超常的強度和韌性,或可成為防護裝甲和納米復合材料的新選擇。
麻省理工學院化學工程系教授格里高利·拉特利奇表示,材料科學講究平衡。通常情況下,研究人員在提高材料的某一特性時會看到其他特性的相應下降。強度和韌性就是這樣的一對矛盾體。強度越高的材料,韌性越低,其吸收能量的機制遭到破壞而更易破裂。而凝膠靜電紡絲技術則破解了這種平衡機制。
新技術對傳統(tǒng)的凝膠紡絲技術進行了改進,加入了電力。由此制成的聚乙烯超細纖維可媲美或超過某些最強纖維(可用于制作防彈衣的Kevlar和Dyneema)的特性。與廣泛用于復合材料的碳纖維和陶瓷纖維相比,新制成的凝膠靜電紡絲聚乙烯纖維具有類似的強度,但韌性更高、密度更低。
與傳統(tǒng)凝膠紡絲工藝不同的是,新技術使用單級過程取代多級過程,從而得到了具有更高拉伸度的纖維,其直徑僅為幾百納米而不是傳統(tǒng)的15微米。使用電力取代機械牽拉使制成的纖維更細,從而產(chǎn)生獨特的特性。拉特利奇稱,由新工藝制成的纖維未來可用以制造更為輕巧和牢固的防護材料。
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責任編輯:王元
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