美國內布拉(la)斯加-林(lin)肯大學工程團(tuan)隊近日開發(fa)出了一種新的(de)(de)納米纖(xian)(xian)維(wei),同時具備堅韌和牢固的(de)(de)特性,這為新材料(liao)行業的(de)(de)發(fa)展再添動力。自重極輕而硬度極高的(de)(de)碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)是(shi)新材料(liao)領(ling)域的(de)(de)研究熱點,面對西方(fang)的(de)(de)封鎖,我國碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)技術也(ye)已實現突(tu)破,發(fa)展前景廣(guang)闊;建議投資者關(guan)注A股中(zhong)(zhong)生產新納米纖(xian)(xian)維(wei)和碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)上(shang)市公(gong)司(si),如深(shen)圳惠(hui)程、方(fang)大碳(tan)素、中(zhong)(zhong)鋼吉炭(tan)等。
新材料行業發展再添動力
據報道,內布(bu)拉(la)斯加-林肯大學的工程團隊剛剛開發出了一種新的納米纖(xian)維(wei),其同時具(ju)備了堅(jian)韌和牢固的特性(xing)。
材(cai)料(liao)的(de)強度(du),取(qu)決于其(qi)可(ke)以承載的(de)負(fu)重(zhong);而(er)韌(ren)性,則取(qu)決于破壞(huai)該材(cai)料(liao)需要多大的(de)力量。此前的(de)人們(men)認(ren)為,這(zhe)兩種(zhong)屬性不(bu)可(ke)兼得,但內布拉斯加-林肯大學的(de)團隊證明了這(zhe)一理論是(shi)錯誤的(de)。他們(men)發(fa)現,如果把納米(mi)纖維做得前所未有(you)的(de)薄,那么材(cai)料(liao)將不(bu)僅更(geng)牢固,其(qi)韌(ren)性也會更(geng)好。
該(gai)團隊利用一種被稱之為“電紡”的(de)(de)技術(shu),開發出了細小(xiao)的(de)(de)聚丙烯腈納米纖維(wei),最后(hou)通過一個小(xiao)噴嘴噴射出液體(ti)。如此這般,該(gai)納米纖維(wei)的(de)(de)長度就變得“可持續”了。
團(tuan)隊領(ling)頭人Dzenis稱,這種新(xin)的納米(mi)纖維可(ke)(ke)轉(zhuan)化(hua)并用于任何復合材(cai)料制品,諸如(ru)防彈衣、飛機、橋梁和(he)自行車均(jun)可(ke)(ke)受益于這種新(xin)材(cai)料。“如(ru)果結構材(cai)料變(bian)得(de)更(geng)強硬(ying),那么產(chan)品就可(ke)(ke)以(yi)在(zai)保證安(an)全的同(tong)時(shi),做得(de)更(geng)加輕薄”。
西方封鎖 中國碳(tan)纖維(wei)率先突圍
自重更輕而硬度更高,是人們(men)一直不(bu)懈(xie)追求的(de)(de)(de)方向。針對(dui)這種需求,碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)開(kai)發應用已經成為國際上新材料領域令(ling)人矚(zhu)目的(de)(de)(de)研究熱點。碳(tan)纖(xian)維(wei)(wei)不(bu)僅具(ju)有碳(tan)材料的(de)(de)(de)固有特性,又兼具(ju)紡織纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)柔軟(ruan)可加工性,是新一代增強(qiang)纖(xian)維(wei)(wei)。
中國用(yong)聚(ju)丙烯腈(jing)為(wei)原料生產碳纖(xian)維的研究始于1962年,起步可(ke)謂不晚(wan),但長期未取得實質性(xing)進(jin)展。由于碳纖(xian)維在航空航天等國防工業中有重要用(yong)途,西方國家將其(qi)視為(wei)軍用(yong)物(wu)資(zi),對中國“禁運”,更(geng)不轉讓生產技術。
而去年9月,中科院寧波材(cai)料(liao)所研(yan)發(fa)出一(yi)輛碳纖(xian)維外殼的(de)(de)小汽車(che)(che)。這輛車(che)(che)拋(pao)棄了傳統的(de)(de)鋼結構(gou),大(da)量采(cai)用彈(dan)纖(xian)維材(cai)料(liao)制成,比普通(tong)鋼材(cai)的(de)(de)汽車(che)(che)重量能減少60%。在同樣用油的(de)(de)情況(kuang)下(xia),這輛車(che)(che)每(mei)小時可以(yi)多開50公里。同時,車(che)(che)殼非常堅固,用力敲擊(ji)車(che)(che)蓋后會迅猛(meng)反彈(dan),表面絲毫未損(sun)。盡管有西(xi)方技術封鎖,但我(wo)國碳纖(xian)維還是成功實現突圍(wei)。
業內人士預計,未(wei)來十(shi)年(nian)中(zhong)國(guo)碳(tan)纖維(wei)(wei)材(cai)料將(jiang)高(gao)(gao)度(du)發展(zhan)。碳(tan)纖維(wei)(wei)具(ju)有(you)(you)出色的(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能和化學(xue)穩定性(xing)(xing)(xing),是(shi)目前已大(da)量生產的(de)高(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能纖維(wei)(wei)中(zhong)具(ju)有(you)(you)最高(gao)(gao)的(de)比強度(du)和最高(gao)(gao)的(de)比模量的(de)纖維(wei)(wei)。此外,碳(tan)纖維(wei)(wei)還兼有(you)(you)其他多種優(you)良性(xing)(xing)(xing)能,如低(di)密度(du)、耐(nai)高(gao)(gao)溫、耐(nai)腐蝕、耐(nai)摩擦(ca)、抗疲勞、震動(dong)衰減性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)、電及(ji)熱導性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)、熱膨(peng)脹系數低(di)、X光穿透性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao),非磁體但有(you)(you)電磁屏蔽性(xing)(xing)(xing)等,多作為(wei)增強材(cai)料加入到樹脂、金屬(shu)、陶瓷、混凝(ning)土等材(cai)料中(zhong),構成復合材(cai)料。這些(xie)特性(xing)(xing)(xing)已經(jing)預示(shi)了碳(tan)纖維(wei)(wei)的(de)廣闊應用(yong)前景(jing)。
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