科學家研發既結實又輕如羽毛的聚合物纖維 可應用於汽車工程等行業

2021-01-09 蓋世汽車資訊

蓋世汽車訊 據外媒報導,在許多工業和醫藥領域,以及科學研究領域,都迫切需要具有特殊性能、既結實又輕如羽毛的材料。而現在,德國拜羅伊特大學(the University of Bayreuth)的一個研究團隊就研發出了一種具有此種特性的聚合物纖維。該研究團隊與德國、中國和瑞士的合作夥伴一起,展示了該聚合物纖維材料的特徵。

拜羅伊特大學高分子化學研究2部的負責人、教授兼博士Andreas Greiner表示:「我們發現可輕易採用工業中已經成熟的高科技工藝,以及全球範圍內都可獲取的聚合物來生產該種纖維。一根纖維只有一根頭髮那麼細,比一隻果蠅還輕,但非常結實,能夠提起30克重量(相當於15萬隻果蠅的重量)的物體,而不會被撕裂。對此類纖維進行高拉伸強度實驗,結果進一步揭示了其具有極高的韌性,意味著每一根纖維都能夠吸收大量的能量。」其他參與該項研究的團隊還有於利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)、哈雷-維滕貝格馬丁路德大學(Martin Luther University Halle-Wittenberg)、弗勞霍恩夫材料和系統微觀結構研究所(IMWS)、德國亞琛工業大學(Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University)、江西師範大學(Jiangxi Normal University)以及蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)。

由於該聚合物纖維的獨特性能,使其適用於暴露在高負載環境中的技術組件,而且還可以用於各領域中的各種創新應用,如紡織業、醫療技術、汽車工程或者航空業。此外,該聚合物纖維可輕易被回收。Greiner表示:「我們確信,我們的研究成果為一種新型、前瞻性的材料打開了大門,未來不久就可以在工業中得到實際應用。在聚合物科學中,我們的纖維能夠為高性能功能材料的進一步研究和開發提供有價值的服務。」

此類具有發展前景的纖維的基本化學成分是聚丙烯腈,一根直徑約為4萬納米的纖維由多達4000根超薄原纖維組成。此類纖維通過少量的添加劑進行連接,三維X射線圖像顯示,該纖維內的原纖維幾乎都是沿著同一方向縱向排列。拜羅伊特大學聚合物科學家博士兼教授Seema Agarwal表示:「我們在拜羅伊特大學的靜電紡絲實驗室製備了此類多纖原纖維聚丙烯腈纖維,並廣泛測試了其性能和表現,發現具備獨特的強度和極高的韌性。」(文中圖片均來自拜羅伊特大學)

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