中國科研團隊研製出了一種「超級材料」
2020-08-08 論道今朝在現實生活中，材料是物質生活的基礎，也是工業的原料和根本；科技越發展，對高性能材料的追求就越渴望。
2020年5月6日中國聚合物網報導，中國科技大學俞書宏院士團隊研究出了一種新型納米纖維仿生結構材料的製造方法，並且成功研製出了一類天然納米纖維素高性能結構材料（CNFP）。
CNFP具有非常優異的綜合性能，其密度僅為鋼材的六分之一，鋁合金的一半，強度、韌性卻遠超傳統合金材料、陶瓷和工程塑料，具有非常廣泛的應用前景。
該新型CNFP具有極高尺度穩定性，遠優於合金材料和工程塑料，與陶瓷受熱脹冷縮的反應接近。在-120℃到150℃的範圍內CNFP膨脹係數非常低，即溫度改變100℃，尺寸變化在萬分之五內，僅為航空鋁合金的五分之一，工程塑料的十分之一。然而，在120℃和-196℃之間進行反覆劇烈熱衝擊循環測試下，CNFP力學性能與尺寸依然高度穩定；並且具有極高的抗衝擊性能、高損傷容限及能量吸收性能。
研究人員發現，CNFP的輕質高強韌主要源自於材料微米級層狀結構和納米三維網絡結構設計，纖維素納米纖維內部高度結晶能夠提供極高的強度，纖維之間通過大量氫鍵等可逆相互作用網絡進行結合，在外力作用下這種高密度的可逆相互作用的網絡可以迅速解離和重構，並吸收大量能量，使材料具有高強度的同時實現高韌性，從而解決了傳統材料在結構上難以兼具高強度與高韌性的問題。
CNFP這種新材料，能夠承受大範圍、大幅度的熱脹冷縮而保持極高的尺寸穩定性，而且還耐撞擊，受到時速100公裡的撞擊，能瞬間將巨大的能量吸收耗散；受到穿刺衝擊時，只有局部些許損傷，沒有任何變形和裂紋，明顯優於陶瓷、工程塑料和鋁合金。
這種材料的取材，非常廣泛，其纖維素蘊含在大自然的草木中，就如造紙利用竹子、草木中的纖維差不多。
CNFP材料由於質輕、高強度、高韌性、吸能耐撞擊和耐穿刺，而且熱脹冷縮幾乎無變形，用途相當廣泛；比如航空航天、武器裝備、單兵穿戴、安保防護、緩衝器材和精密儀器結構等都有廣闊的應用前景。
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