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  近日，美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和美國馬里蘭大學(xué)的工程師宣布開發(fā)了一種在紫外光下能夠使復(fù)合材料按照需要變得更硬更強(qiáng)的技術(shù)。這種對復(fù)合材料力學(xué)行為的按需控制技術(shù)能夠?yàn)槲磥碥娪眯頇C(jī)的設(shè)計(jì)、性能和維護(hù)提供很多新的能力。

  美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室研發(fā)工程師Frank Gardea博士表示，該項(xiàng)目聚焦對分子間相互作用力的控制研究，使其在納米尺度上發(fā)生變化，進(jìn)而在更大的尺度上引發(fā)肉眼可見的變化。

  馬里蘭大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系王育煌教授稱：“在馬里蘭大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，我們早就開發(fā)出了獨(dú)特的碳納米材料和化學(xué)品，但直到Gardea進(jìn)入項(xiàng)目組，我們才意識到這種可重構(gòu)的復(fù)合材料能夠帶來怎樣的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨后，我們合作取得了相當(dāng)顯著的研究成果。”

  該技術(shù)包括將紫外光反應(yīng)分子附著在碳納米管等增強(qiáng)相上。隨后這些反應(yīng)性增強(qiáng)相被置入聚合物之中。經(jīng)過紫外光輻照，所引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)使得增強(qiáng)相與聚合物分子間的作用力增強(qiáng)，從而使材料的剛度和強(qiáng)度得以提高。研究結(jié)果表明，經(jīng)過5分鐘的紫外輻照，復(fù)合材料的剛度能夠提高93%，強(qiáng)度提高35%。

  美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室車輛技術(shù)局的首席科學(xué)家Bryan Glaz博士表示：“由新技術(shù)實(shí)現(xiàn)的材料力學(xué)性能提高和輕量化能夠?qū)崿F(xiàn)納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的變化，從而成就目前直升機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的概念。”

  未來，由該技術(shù)獲得的材料結(jié)構(gòu)能夠形成具有可控結(jié)構(gòu)阻尼和低重量的新型復(fù)合材料，使目前無法企及的面內(nèi)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)等低維護(hù)、高速旋翼機(jī)概念成為可能。另外，可控力學(xué)響應(yīng)也使得具有載荷適應(yīng)能力的自適應(yīng)航空航天結(jié)構(gòu)開發(fā)成為可能。

  原文鏈接：https://www.compositesworld.com/news/us-army-research-laboratory-develops-technique-for-adaptive-composite-materials