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    科學(xué)時報報道 你如何讓在飛機(jī)中使用的本已很耐用的復(fù)合材料變得更加結(jié)實？答案是加入一點(diǎn)點(diǎn)碳。研究人員發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合材料的碳素纖維中添加更多的碳——通常是極細(xì)微的碳納米管，能夠充分增加它們的剛性。這項技術(shù)一旦商業(yè)化，無疑將使飛機(jī)的關(guān)鍵部件和其他機(jī)械變得幾近堅不可摧。

    談到材料的強(qiáng)度和硬度，碳是絕對的王者。在這種元素的晶形中（最為人們所熟知的便是金剛石），周期表上的原子序數(shù)6使得碳能夠抵抗足以粉碎鐵和鈦的壓力。在將其制造成比人的一根頭發(fā)還要細(xì)的纖維后，這種碳素纖維甚至比最高強(qiáng)度的鋼還要結(jié)實。

    但是當(dāng)提到制造一些更為剛硬的結(jié)構(gòu)時，例如飛機(jī)部件，碳素纖維便有一個缺點(diǎn)。工程師必須在這些結(jié)構(gòu)中同時加入碳素纖維和環(huán)氧樹脂，而這種樹脂則會在碾軋過程中變得很脆弱。一旦遭受重壓，這些夾層便會破裂，這種情況被稱為層間斷裂，它會對飛行中的飛機(jī)造成致命的破壞。

    據(jù)美國《科學(xué)》雜志在線新聞報道，如今，一個來自美國劍橋市麻省理工學(xué)院（MIT）的研究小組終于找到了一種有效而簡單的改進(jìn)技術(shù)。研究人員在碳素纖維中研制出了一種化學(xué)方法——將這些纖維加熱至750攝氏度，從而使其生成由碳納米管構(gòu)成的“觸須”。之后，他們再將這些短而粗的“觸須”織入之前已經(jīng)加注環(huán)氧樹脂的構(gòu)造當(dāng)中。最終，碳納米管將這些夾層緊緊地縫合在一起，從而產(chǎn)生了類似于維可牢（編者注：維可牢實際上是兩條尼龍帶，其中一條涂有涂層，上有類似芒刺的小鉤，另外一條的上面則是數(shù)千個小環(huán)，鉤與環(huán)能夠牢牢地粘在一起）的效果。

     研究人員報告說，與現(xiàn)有的材料相比，新的復(fù)合材料的強(qiáng)度是過去的10倍。研究人員在即將出版的《復(fù)合材料雜志》上報告了這一研究成果。

    主持這一研究的宇宙航空工程師Brian Wardle表示，他期待進(jìn)一步的改進(jìn)能夠增加新材料的強(qiáng)度。由于這一技術(shù)具有極大的優(yōu)勢，研究小組的專家計劃在今年晚些時候成立一家公司，以便開發(fā)這種新材料的商業(yè)價值。

    英國南安普敦大學(xué)的材料工程師S. Mark Spearing指出：“這項工作具有重要的意義。”Spearing說，自從層合復(fù)合材料在上世紀(jì)60年代末期問世以來，其所存在的層間斷裂隱患一直為人們廣泛關(guān)注。如今，與其他方法相比，新的納米“縫紉”技術(shù)將成為強(qiáng)化這種材料從而避免意外損傷的有效方法。