通过聚合物冷拉丝工艺实现多材料纤维的断裂可控

时间 : 2024-01-13 03:01 作者: bob和博鱼/案例}

中佛罗里达大学副教授Ayman Abouraddy实现了运用纳米级方法控制材料的破损，这为新一代的制造行业打开了一扇大门。当双手各拿一个老虎钳子，慢慢的将一片包裹在塑料中的玻璃纤维拉紧，Abouraddy发现一些意外的，以前从没有文献记载发生过的事情---其内部的纤维是按照一定的顺序破碎的。

“我们曾经以为内部的材料会破碎成两大块，”Abouraddy说，“实际上它破碎成了很多相同大小的小块。”

这种拉紧纤维迫使分子重新组合使得纤维凝聚在一起的过程，被称作冷拉丝，它在上世纪的大部分时间已经成为了大批量生产柔性纤维和尼龙的标准。Abouraddy和他的团队发现这种方法还可以适用于多层材料，这一发现可能导致制造出下一代具有未来派属性的材料。

“先进的纤维正朝着追赶现有的任何一种材料可承受的极限发展，” Abouraddy说。例如，采用具备所需的光学和力学性能的材料，与可以监控如血压、心率等关键信息的传感器在一起使用，可以使得衣物能够通过互联网向医生的办公室传输重要的数据。

研究人员已经发现了颈缩现象（由冷拉过程导致材料中不均匀的过度疲劳拉伸过程）的新应用。一般来说我们都尽量的避免颈缩现象的发生，但是研究人员利用这一现象去做了一些创新。Abouraddy声称冷拉丝是使得纤维像尼龙和多元酯一样，最初是脆性的，增韧后变得在日常生活中应用如此广泛。

研究人员特别提到，最近的发现才使得由多种材料组成的纤维成为可能。这项研究会成为美国国防部聚焦在智能纤维的价值3.17亿美元项目的核心，由Abouraddy和中佛罗里达大学协助完成。由麻省理工大学牵头的革命性纤维和纺织品制造业创新研究院，会整合Abouraddy的研究成果并将他们发表在自然杂志上。

中佛罗里达大学研究团队相信智能材料的生产对未来的影响是巨大的。通过控制用来拉伸纤维的作用力进而控制断裂模式，材料可以被开发出特殊的属性。同样，通过小心的控制施加到纤维上的负载条件，所用的材料可被开发出特定的性能属性。（中国航空工业发展研究中心陈济桁）

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