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行业科普
美国陆军研究实验室开发自适应复合材料
时间:2018年5月3日

    4月17日,美国陆军研究实验室和美国马里兰大学的工程师宣布开发了一种在紫外光下能够使复合材料按照需要变得更硬更强的技术。这种对复合材料力学行为的按需控制技术能够为未来军用旋翼机的设计、性能和维护提供很多新的能力。

  美国陆军研究实验室研发工程师Frank Gardea博士表示,该项目聚焦对分子间相互作用力的控制研究,使其在纳米尺度上发生变化,进而在更大的尺度上引发肉眼可见的变化。

  马里兰大学化学与生物化学系教授YuHuang Wang博士称:“在马里兰大学实验室中,我们早就开发出了独特的碳纳米材料和化学品,但直到Gardea进入项目组,我们才意识到这种可重构的复合材料能够带来怎样的机遇和挑战。随后,我们合作取得了相当显著的研究成果。”

  该技术包括将紫外光反应房子附着在纳米碳管等增强相上。随后这些反应性增强相被置入聚合物之中。经过紫外光辐照,所引发的化学反应使得增强相与聚合物分子间的作用力增强,从而使材料的刚度和强度得以提高。研究结果表明,经过5分钟的紫外辐照,复合材料的刚度能够提高93%,强度提高35%。

  美国陆军研究实验室车辆技术局的首席科学家Bryan Glaz博士表示:“由新技术实现的材料力学性能提高和轻量化能够实现纳米复合材料结构的变化,从而成就目前直升机无法实现的概念。”

  未来,由该技术获得的材料结构能够形成具有可控结构阻尼和低重量的新型复合材料,使目前无法企及的面内倾转旋翼机等低维护、高速旋翼机概念成为可能。另外,可控力学响应也使得具有载荷适应能力的自适应航空航天结构开发成为可能。

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