纳米缝纫使碳纤维复合材料牢不可摧

如何让在飞机中使用的本已很耐用的复合材料变得更加结实？答案是加入一点点碳。研究人员发现，在复合材料的碳素纤维中添加更多的碳——通常是极细微的碳纳米管，能够充分增加它们的刚性。这项技术一旦商业化，无疑将使飞机的关键部件和其他机械变得几近坚不可摧。

当今的飞机部件多由碳纤维复合材料制成，由碳纤维和环氧树脂复合而成，这种树脂会在碾压过程中变得很脆弱。一旦遭受重压，这些夹层便会破裂，这种情况被称为层间断裂，它会对飞行中的飞机造成致命的破坏。如何让在飞机中使用的本已很耐用的复合材料变得更加结实？

日前，美国剑桥市麻省理工学院（MIT）的研究小组终于找到了一种有效而简单的改进技术。研究人员对碳纤维做了改进：将碳纤维加热至750摄氏度，从而使其生成由碳纳米管构成的“触须”。之后，他们再将这些短而粗的“触须”织入之前的碳纤维环氧树脂复合材料中。最终，碳纳米管将这些夹层紧紧地缝合在一起，从而产生了牢不可摧的效果。 123456


图 碳纳米管（蓝色）缝纫技术加固碳纤维复合材料
研究人员称，与现有的材料相比，新的复合材料的强度是前者的10倍。研究人员在《复合材料杂志》上公布了这一研究成果。
主持这一研究的宇宙航空工程师Brian
Wardle表示，他期待进一步的改进能够增加新材料的强度。由于这一技术具有极大的优势，研究小组专家计划在今年的晚些时候成立一家公司，以便开发这种新材料的商业价值。
英国南安普敦大学的材料工程师S. Mark
Spearing指出：自从层合复合材料在上世纪60年代末期问世以来，其所存在的层间断裂隐患一直为人们广泛关注。如今，与其他方法相比，新的“纳米缝纫”技术将成为强化这种材料从而避免意外损伤的有效方法。