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复合材料/胶粘剂 |
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英国研制出新型碳纤维 可用于制造超级防弹背心 |
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| http://cn.newmaker.com
10/26/2007 2:05:00 PM
佳工机电网
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外国媒体报道，剑桥大学研究人员研制出一种新型碳纤维，可织成用于军事和执法方面配备的超级防弹背心。研究人员称，他们的这种新材料比目前用来制造防弹背心的纤维更强，更结实。这种很轻的纤维由数以千计的小碳纳米管组成，现在已经开始显示出令人兴奋的功能。
碳纳米管为空石墨圆柱体，只有一个原子厚度。新材料由剑桥大学材料科学和冶金系研制的。温德勒教授说：“这些纳米管纤维有多种性能，可织成布匹，或者合成化合材料制成超强产品。”对防弹背心而言，织物中纤维的强度是一项临界参数。应变造成的损坏，也就是说这种材料在损坏之前能扩展到什么程度是另一项临界参数。剑桥大学制成的这种纤维非常结实，重量轻，擅长在高速运行中吸收能量。
温德勒教授说：“我们的纤维拥有目前高性能纤维的所有特性，如Kevla纤维，而且各方面性能都胜于Kevla纤维。”剑桥大学的这项研究已经吸引了英国国防部和美国军队的兴趣。而且，这种新材料还可应用于高科技“智能”衣物、防弹装备、伸缩性太阳能板，甚至可代替铜线输送电能和信号。
制作这种纤维的方法简单但很巧妙。将碳氢化合物给料(例如乙醇)连同少量铁催化剂倒入熔炉，给料会在熔炉里分解成氢和碳，然后，通过化学方法提纯碳，做为长而薄的单壁纳米管附着在铁催化剂微粒上。沿着轴线脱离后，就成了比目前最坚固的纤维还要坚固5到10倍的纤维。温德勒教授解释说：“碳颗粒呈烟雾状，因为纳米管的介入，我们制成的‘烟雾’还富有弹性。”乍一看，这一“弹性烟雾”有点像一只被撑开的黑袜子。用一根杆从下面插入熔炉里，抓住“袜子”一端，向下拉，“袜子”就被拉成一条可缠在轴卷上的线。
目前，研究人员正在考虑能否改良这种实验室的方法用于工业程序。2003年7月，剑桥大学剑桥企业有限公司进行了最初的专利申请。现在，剑桥大学的Q-Flo有限公司获得许可将开发这种技术。纳米管由石墨制成，石墨是碳的两种天然形式之一，另一种是金刚石，石墨中的碳原子呈六边形结合，为片层结构，象一张张纸堆积起来。为了制成纳米管，科学家们分离出石墨层，使其合拢形成圆柱体。
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