休斯頓大學(xué)研究絲綢纖維復(fù)合材料潛力

休斯敦大學(xué)-清湖大學(xué)機(jī)械工程助理教授Youssef Hamidi展示了他的絲綢纖維復(fù)合材料的樣品，認(rèn)為絲綢纖維會(huì)使復(fù)合材料對(duì)沖擊和壓力更有彈性，增加了制造承重復(fù)合材料的可能性。一旦研制成功，這種復(fù)合材料可以取代汽車(chē)和其他制成品中使用的大部分鋼材。

美國(guó)德克薩斯州休斯敦大學(xué)（UHCL）機(jī)械工程助理教授優(yōu)素?！す椎希╕oussef Hamidi）正在研究用于復(fù)合材料的蠶絲纖維，以滿(mǎn)足對(duì)強(qiáng)度、重量輕和可持續(xù)性相結(jié)合的天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料日益增長(zhǎng)的需求。他在最近發(fā)表在《材料》雜志上的相關(guān)研究中表示，絲綢纖維比傳統(tǒng)的玻璃纖維或碳纖維更具有韌性，具有很高的拉伸強(qiáng)度，更能承受沖擊和壓力，這增加了為汽車(chē)和其他行業(yè)制造承重的絲綢纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的可能性。哈米迪于2018年加入U(xiǎn)HCL機(jī)械工程學(xué)院，自2000年以來(lái)一直在研究復(fù)合材料，主要研究如何減少工藝引起的缺陷。他和俄克拉何馬大學(xué)航空航天與機(jī)械工程學(xué)院（美國(guó)俄克拉何馬州諾曼）的研究同事2017年就開(kāi)始用絲綢進(jìn)行復(fù)合材料的研制。

在大多數(shù)（生物基）應(yīng)用中，人們使用的是短的植物基纖維，但是絲綢有更高的性能，很容易買(mǎi)到，且并不缺乏。哈米迪第一次使用直接從蠶繭中提取的蠶絲時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程很麻煩，但他很快發(fā)現(xiàn)貨架上的絲綢效果最好，但在研究中他發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂一旦干燥就會(huì)在樹(shù)脂內(nèi)部留下微小的空隙或氣泡，而且樹(shù)脂不能完全附著在織物上。哈米迪認(rèn)為這些都是復(fù)合材料制造中的常見(jiàn)問(wèn)題，通常通過(guò)使用高壓釜來(lái)消除成型過(guò)程中的缺陷。然而，由于他研究的思想是創(chuàng)造一種低成本替代高成本制造流程，找到一種不依賴(lài)于昂貴的高壓釜的解決方案。在目前的研究中，他正在解決樹(shù)脂/纖維的黏附問(wèn)題。哈米迪希望在真絲織物上使用合適的施膠劑將改善樹(shù)脂的黏附性，減少空隙，從而使蠶絲纖維復(fù)合材料的性能得到顯著改善。目前，他正在與加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)教授合作，想開(kāi)發(fā)出一種更好的施膠劑。通常情況下，復(fù)合材料的力學(xué)性能是由這種結(jié)合決定的，可以通過(guò)改變施膠的化學(xué)成分和施膠方式來(lái)改變復(fù)合材料的大部分力學(xué)性能。