圖:在玻璃纖維織物上種植納米管
日前,美國代頓研究所(University of Dayton Research Institute ---UDRI,俄亥俄州代頓)宣布將撥資300萬美元設立 俄亥俄“第三前線 (Ohio Third Frontier)” 獎,用于獎勵新型碳納米材料的規模化生產,這種新型碳納米材料將推動復合材料朝著“多任務化(multitask)”方向的進展。“多任務化(multitask)”顧名思義即一種材料能夠完成多項任務,比如在寒冷的冬季,風力渦輪機自有的防凍功能能去除葉片表面覆蓋的冰層,同時當天氣晴好的時候,將能量存儲下來為電力網格供電,以防葉片停止轉動而造成的斷電。還有就是,新納米復合材料可以將裝甲軍用車的電池利用效率提高兩倍。
發明者賦予這種新型碳納米復合材料一個可愛的名字---“毛絨纖維(fuzzy fiber)”。代頓研究所碳納米材料項目負責人哈立德·拉弗蒂為其注冊了“納赫夫- X(納米適應性混合纖維結構---Nano Adaptive Hybrid Fabric (NAHF-X))” 的商標名稱,它成為世界上第一種可以進行不同規模和數量連續生產的定制納米結構纖維,這正是它能夠走向規模化商業生產的前提。在試驗階段,拉弗蒂和他的團隊每天可以生產出大量的長500英尺 /152米×寬12英尺/304毫米尺寸的纖維結構。而對該纖維結構進一步進行樹脂浸潤處理,還將獲得一種電導和熱導性能絕佳的復合材料。
“第三前線(The Third Frontier)”獎(于5月26日,在美國俄亥俄州哥倫布市宣布),是代頓研究所(UDRI)聯合一系列俄亥俄當地的企業共同推出的一個鼓勵科技進步的獎項,合作者包括古德里奇(Goodrich,俄亥俄州布雷克斯維爾),歐文斯科寧(Owens Corning,俄亥俄州托萊多)和Renegade材料公司(Renegade Materials,俄亥俄州斯普林伯勒)。項目資金將被用于包括在代頓當地購置全面生產設備等的一系列用途。Goodrich公司將首次在航天領域嘗試使用該產品技術。
目前,“納赫夫- X(納米適應性混合纖維結構---Nano Adaptive Hybrid Fabric (NAHF-X))”的研發已經得到了來自美國國防部,航天工業和第三前線計劃的三方資助,代頓研究所(URDI)聚合物基多尺度復合材料部門主任布萊恩·賴斯說。研究者通過成功地控制單根碳纖維上碳納米管的生長程度,將該成果復制到同類型的碳纖維紗線上,并最終將其應用于復合材料織布(上圖顯示了在玻璃纖維織物上種植納米管的情況)。賴斯評價說,這一突破性成果成功的解決了對納米管生長控制的統一性,和準確程度的問題。