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歷經(jīng)28年的納米碳纖維研究
2010-12-7 來源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:納米 碳纖維
    科學(xué)家的靈感往往來自于大自然,比如說達(dá)芬奇發(fā)明飛行器的靈感就是來自于空中的飛鳥。但是,如果不能將想法付諸實(shí)踐,那么僅僅的突發(fā)奇想還是不夠的。

    韓國(guó)化學(xué)研究院的李載洛博士在過去的28年里為將他的想法付諸實(shí)踐做著不懈努力,并在碳纖維領(lǐng)域取得了驚人的發(fā)現(xiàn)。今天,就讓我們一起去了解一下李博士的最新科學(xué)發(fā)明。這個(gè)技術(shù)可以為生產(chǎn)納米直徑又長(zhǎng)又細(xì)的纖維創(chuàng)造條件。有了這種技術(shù),就可以生產(chǎn)100萬千米的納米纖維,這相當(dāng)于往返地球和月球的距離。利用這種技術(shù)制造的纖維直徑在50~100納米之間,是人類頭發(fā)直徑的千分之一。

    簡(jiǎn)單的說,韓國(guó)化學(xué)研究院李載洛博士的研究成果是一種可以生產(chǎn)肉眼無法識(shí)別的極細(xì)纖維的技術(shù)。一般來說,纖維越細(xì),越能保證產(chǎn)品的高質(zhì)量。李博士研發(fā)的這種技術(shù)能夠生產(chǎn)直徑800納米長(zhǎng)度100萬千米的纖維。此外,對(duì)于紡織工業(yè)中編織等工藝來說,用這種技術(shù)生產(chǎn)既細(xì)又長(zhǎng)的纖維比傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝更簡(jiǎn)單。接下來,李博士將為我們介紹研發(fā)這種技術(shù)為什么需要28年這么長(zhǎng)的時(shí)間。

    許多科學(xué)家都為這種技術(shù)貢獻(xiàn)了很多時(shí)間和精力,但是他們都未能戰(zhàn)勝在研究過程中的各種難題。這其中最大的難題就是翹曲現(xiàn)象。翹曲現(xiàn)象是指纖維變型,這會(huì)阻止纖維分離形成單股?朔@個(gè)難題花費(fèi)了我很長(zhǎng)的時(shí)間。韓國(guó)的科學(xué)家最終決定在發(fā)生翹曲,形成單股之前,將其收攏。他們想到這個(gè)主意主要是從金絲網(wǎng)中得到啟發(fā)。此前,他們很難觀察納米纖維,并防止出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。但是,如果能夠像金絲網(wǎng)那樣給纖維圖上顏色,那么就能夠直觀的測(cè)量出纖維絲之間的距離,并防止他們分離形成單股。

    紡織品在人類歷史中起到重要的作用。今天的高端紡織品并不僅僅是做衣服,而是應(yīng)用于醫(yī)療、體育以及娛樂休閑領(lǐng)域。特別是被稱為“夢(mèng)之新材料”的碳纖維,重量為鐵的1/5,強(qiáng)度是鐵的10倍,而彈性是鐵的7倍。目前,碳纖維已經(jīng)是半導(dǎo)體和航空領(lǐng)域不可或缺的材料。截至目前,人類還不可能生產(chǎn)出納米級(jí)碳纖維,這主要是因?yàn)槔w維會(huì)出現(xiàn)變形,并彼此分離成為單股。但是,從蜘蛛網(wǎng)得到啟發(fā),李博士找到了一種可以在纖維彼此分離前收攏拉伸纖維的方法。當(dāng)給盛裝纖維的容器通電,碳纖維就可以在彼此不粘連的情況下穿過微小的小孔。這項(xiàng)技術(shù)為碳纖維在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用到諸多領(lǐng)域,從航空到空氣凈化。例如,科學(xué)家計(jì)劃于2022年在宇宙中建設(shè)一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置,將100千米的太陽(yáng)能光板安裝到宇宙空間中,我們的納米碳纖維就可以用于制造這種既大又輕的裝置。

    這種纖維能夠應(yīng)用于幾乎所有領(lǐng)域。飛機(jī)、汽車以及輪船都可以使用這種重量輕、富有彈性的材料。人類還能夠利用這種技術(shù)制造擁有極小濾網(wǎng)的過濾器,這種過濾器甚至可以過濾微小病毒。納米碳纖維也可以應(yīng)用于紡織、二次電池、燃料電池以及其他諸多領(lǐng)域。李教授的研究已經(jīng)在諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化,比如說半導(dǎo)體、顯示器、電池領(lǐng)域,甚至是制造人造皮膚和血管的生物工程領(lǐng)域。為了刺激目前進(jìn)口全部碳纖維材料的韓國(guó)紡織業(yè),李博士計(jì)劃尋找合作伙伴試生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品,并于明年建立量產(chǎn)體系。他還希望高速發(fā)展高科技材料為韓國(guó)紡織業(yè)開啟一個(gè)新的未來。

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