據外媒報道,在德國哈雷-維滕貝格大學(MLU)研究人員的幫助下,來自拜羅伊特、南昌和蘇黎世的專家成功開發出獨特的聚合物纖維,其獨特之處在于彈性極強,同時非常輕巧,可應用于汽車等行業。
MLU物理研究所微觀結構材料設計研究小組利用設備進行高分辨率三維X射線計算機斷層掃描,以描述纖維特征。在這項技術的基礎上,科學家們能夠為小樣本創建高度細節化的3D圖像,并在進行纖維建模時首次發現,每根纖維內的纖絲幾乎均沿同一縱向排列。
研究人員表示:“只有在以一定量的多疊氮化物作為相互連接的分子的情況下,通過拉伸和回火實現高度纖細化取向,才能讓輕質材料具有高強度和韌性,以及高結晶度。”
這種纖維以聚丙烯腈為化學基礎,具有極高的彈性和拉伸強度,同時重量很輕。一根直徑約0.04毫米的纖維包含多達4000根超薄纖絲。利用添加劑(也就是連接分子)將纖維中的原纖絲結合在一起,并在制造過程中通過拉伸和熱處理影響纖維取向,從而獲得良好的效果。相比之下,一根纖維沒有人的頭發粗,重量比果蠅輕,但仍能支撐30克的重量。很少有合成材料同時具有如此高的強度和韌性。
此類聚合物纖維具有可拉伸性,因此可以承受變形和斷裂,并恢復到原來的形狀。這意味著它們可以吸收大量能量。這些纖維由于具有獨特的性能,非常適用于高載荷技術部件,例如用于制造耐磨輪胎和其他汽車零部件,幫助減輕車輛重量。另外,這種纖維可以回收。
科學家們認為,這種材料還需要經過進一步研發:“我們采用創新設計原理,利用其他標準聚合物,也能生產出同樣堅韌的纖維。不同的聚合物和連接分子組合可能催生新的材料。”目前,該團隊開發的聚合物纖維可以直接利用業內已有高科技工藝進行生產。研究人員表示:“預計我們的纖維將很快投入實際應用。”
來源:ZAKER汽車
原標題:《【科研進展】研究人員開發獨特的聚合物纖維,重量輕且彈性強》
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