新納米纖維材料兼具高強(qiáng)度和高韌性

馮衛(wèi)東

據(jù)最新一期《科學(xué)·材料》雜志報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院開發(fā)出一種被稱為凝膠靜電紡絲的超細(xì)纖維生產(chǎn)新工藝，由此制得的納米尺度的纖維具有超常的強(qiáng)度和韌性，或可成為防護(hù)裝甲和納米復(fù)合材料的新選擇。

新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的凝膠紡絲技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，加入了電力。由此制成的聚乙烯超細(xì)纖維可媲美或超過某些最強(qiáng)纖維（可用于制作防彈衣的Kevlar和Dyneema）的特性。與廣泛用于復(fù)合材料的碳纖維和陶瓷纖維相比，新制成的凝膠靜電紡絲聚乙烯纖維具有類似的強(qiáng)度，但韌性更高、密度更低。

與傳統(tǒng)凝膠紡絲工藝不同的是，新技術(shù)使用單級(jí)過程取代多級(jí)過程，從而得到了具有更高拉伸度的纖維，其直徑僅為幾百納米而不是傳統(tǒng)的15微米。使用電力取代機(jī)械牽拉使制成的纖維更細(xì)，從而產(chǎn)生獨(dú)特的特性。