中國(guó)粉體網(wǎng)訊 據(jù)外媒報(bào)道，凱夫拉（Kevlar）和特瓦倫（Twaron）是著名的堅(jiān)韌材料，但在強(qiáng)度、耐熱性和重量之間需要做出一點(diǎn)權(quán)衡�，F(xiàn)在，哈佛大學(xué)的研究人員已經(jīng)創(chuàng)造了一種新的納米纖維版本的材料，它具有同樣的強(qiáng)度，但更加隔熱。
Kevlar和Twaron的保護(hù)性能來(lái)自于它們的分子結(jié)構(gòu)，而改變這種結(jié)構(gòu)就會(huì)改變它們的有效作用。對(duì)于機(jī)械打擊，如防彈背心，材料會(huì)呈現(xiàn)出高度有序的結(jié)構(gòu)，從而使其能夠重新分配力量。保溫材料具有更多的多孔結(jié)構(gòu)，可以最大限度地減少通過(guò)的熱量。
通常情況下，由于材料的基本特性，設(shè)計(jì)用于保護(hù)肢體免受極端溫度和伴隨爆炸的致命彈丸的設(shè)備一直很困難。強(qiáng)度足以抵御彈道威脅的材料無(wú)法抵御極端溫度，反之亦然。結(jié)果，當(dāng)今的大部分防護(hù)裝備是由多層不同的材料組成的，從而導(dǎo)致笨重而沉重的裝備，如果戴在手臂和腿上，將嚴(yán)重限制士兵的行動(dòng)能力�，F(xiàn)在研究人員開(kāi)始將兩種類型的材料合二為一。
"我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種多功能材料，能夠保護(hù)在極端環(huán)境中工作的人，如宇航員、消防員或士兵，免受他們面臨的許多不同威脅，"該研究的第一作者Grant Gonzalez說(shuō)。為此，研究人員需要將這兩種類型的分子結(jié)構(gòu)--高度有序而又多孔--結(jié)合到一種材料中。它是用一種叫做浸泡式旋轉(zhuǎn)噴射紡絲（iRJS）的工藝制成的�；旧�，一個(gè)裝置旋轉(zhuǎn)并迫使液態(tài)聚合物溶液通過(guò)一個(gè)小孔流出，形成長(zhǎng)長(zhǎng)的聚合物鏈。它撞上了釘在離心機(jī)壁上的液浴，并凝固。然后，這些固體線聚集在基地周?chē)?/p>
研究人員能夠調(diào)整起始聚合物液體的粘度，使最終的線程具有所需的特性。最后，他們能夠生產(chǎn)出長(zhǎng)長(zhǎng)的、排列整齊的納米纖維片，它們之間有很多孔隙。下一步，他們必須測(cè)試納米纖維片是否真的對(duì)彈道和熱量都有保護(hù)作用。在向堆疊的片材發(fā)射類似BB彈的彈丸的測(cè)試中，研究小組發(fā)現(xiàn)，新材料和普通的Twaron編織材料一樣耐用。
在熱測(cè)試中，研究人員發(fā)現(xiàn)新材料的隔熱性能比商用Twaron和Kevlar好20倍左右。使用目前的設(shè)置，該團(tuán)隊(duì)可以在10分鐘左右的時(shí)間內(nèi)紡出尺寸約為10×30厘米（3.9×11.8英寸）的薄片，但如果擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，這可能會(huì)得到改善。
“雖然還有改進(jìn)的余地，但我們已經(jīng)突破了可能的界限，并開(kāi)始向這種多功能材料領(lǐng)域發(fā)展，”Gonzalez說(shuō)。
該研究發(fā)表在《Matter》雜志上。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
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