新納米纖維材料兼具高強度和高韌性

馮衛東

據最新一期《科學·材料》雜志報道，美國麻省理工學院開發出一種被稱為凝膠靜電紡絲的超細纖維生產新工藝，由此制得的納米尺度的纖維具有超常的強度和韌性，或可成為防護裝甲和納米復合材料的新選擇。

新技術對傳統的凝膠紡絲技術進行了改進，加入了電力。由此制成的聚乙烯超細纖維可媲美或超過某些最強纖維（可用于制作防彈衣的Kevlar和Dyneema）的特性。與廣泛用于復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度，但韌性更高、密度更低。

與傳統凝膠紡絲工藝不同的是，新技術使用單級過程取代多級過程，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的15微米。使用電力取代機械牽拉使制成的纖維更細，從而產生獨特的特性。