?
来源：高分子科学前沿 2024-07-09 09:32:09
在航空航天或沙漠等极端环境中，长期直面极端高温与低温的材料，必须具备卓越的轻质特性、出色的热稳定性以及无可挑剔的机械可靠性，以确保人员与装备的安全。高强度通常象征着材料在抵抗塑性变形方面的非凡能力，而高韧性则体现了其卓越的抗断裂与耐损特质。然而，同时具备这两种属性的材料在自然界中较为罕见，因为高强度和高韧性往往难以同时达到。
尽管当前的高性能聚合物纤维展现出了轻质、高强度与高韧性的完美结合，但其在极端温度条件下的表现仍受到挑战。一旦温度超过100 °C，这类纤维可能会因玻璃化转变或热降解而导致结构崩溃和强度降低；而在低于-100 °C的严寒中，则可能出现分子冻结的现象。这些温度限制无疑影响了聚合物纤维在极端环境下的强度与韧性稳定性，而这两点恰恰是其在此类应用中不可或缺的关键性能。因此，研发能够克服这些局限性的新材料，将是未来科技发展的重要方向。
近日，天津大学封伟教授领导的有机碳复合材料研究团队（FOCC）联合江西师范大学侯豪情教授、德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授团队，制备出了一种新型聚酰亚胺纳米纤维纱线（图1），该纱线在极端高温和低温环境中展现出了卓越的高拉伸强度和超高韧性，更为关键的是，它在-196 °C至200 °C的宽泛温度范围内保持了热机械稳定性，这极大地拓宽了其应用场景。该工作以 “Polymeric Fibers with High Strength and High Toughness at Extreme Temperatures” 为题近日发表在《Advanced Materials》上。论文的第一作者是江西师范大学博士研究生程楚云，论文的通讯作者是天津大学封伟教授、廖孝剑教授、江西师范大学侯豪情教授以及德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授。
京公网安备11010202009511号 京ICP备12032208号
