多年以來(lái)，凱夫拉（Kevlar）在材料界的地位一直難以被撼動(dòng)。不過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)機(jī)械方式來(lái)旋轉(zhuǎn)，而是借助電場(chǎng)來(lái)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(huì)失去一些韌性。由于缺乏能量吸收的機(jī)制，這時(shí)材料會(huì)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(lèi)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(shì)。
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(duì)容易，所以最終產(chǎn)品的成本也可以做到更加低廉。
魯ICP備2021047099號(hào)