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中国研发出超强碳纳米管纤维甚至能用于制造通往太空的电梯功率放大器

发布时间:2020-02-27 20:01:06 来源:五行五金网

中国清华大学的一个研究团队称,他们研发了一种高强度的纤维,甚至能用于制造一台通往太空的电梯。他们说,仅1立方厘米的用碳纳米管制成的纤维就能承受160头大象的重量且不会断裂,而这根小小的缆绳仅重1.6克。

未参与该研究的西北工业大学自动化学院的科学家王长青说:“这是一大突破。”

报道称,该团队利用碳纳米管研制出一种新型“超长”纤维,并说这种纤维的强度高于以往任何纤维。他们于今年早些时候获得了这项技术的专利权,并将部分研究成果发表在英国《自然·纳米技术》杂志上。

该团队在论文中称:“很明显,碳纳米管束的抗拉强度至少是其他材料的9到45倍。”

他们说,这种材料“在许多高端领域的需求量都很大,例如体育器材、弹道装甲、航空航天甚至太空电梯等”。

报道称,制造一台可以从地球进入太空的电梯,这个想法也许听起来像是科幻小说中的东西,但它已存在达一个多世纪,而且科学家在最近数十年提出了各种设计方案。

迄今为止,太空电梯的理念一直停留在物理和数学模型的领域,因为没有强度足够高的材料来制造所需的超轻超强缆绳。

美国国家航空航天局说,这些缆绳的抗拉强度需要不低于7千兆帕斯卡。事实上,NASA曾于2005年推出一项研发此种材料的全球性竞赛,并附加200万美元奖金。但并没有人领奖。

现在,这个以化学工程系教授魏飞为首的清华大学团队说,他们最新研制的碳纳米管纤维的抗拉强度达到80千兆帕斯卡。

报道称,碳纳米管是由碳原子组成的圆柱形分子,这些碳原子连接成六边形,直径仅为1纳米。其抗拉强度是已知任何材料中最高的,理论上高达300千兆帕斯卡。

王长青说,就制造太空电梯缆绳而言,目前看来,碳纳米管纤维是最有希望的候选材料,但需要进行更多计算和模拟来评估其性能。

魏飞说,虽然要造出通向太空的电梯可能还需要很多年,但其团队正在努力将这种碳纳米管纤维投入批量生产,以用于国防或其他领域。他说,“这可能会改变很多领域的游戏规则”,该技术可能首先用于军事目的。

他说:“磁道炮和激光炮等很多新型武器系统需要高性能的电力存储和供应系统,我们的技术提供了一个较合适的解决方案。”

报道称,这些研究人员于2013年制造出世界上最长的碳纳米管,并于最近又制造出一根70厘米长的碳纳米管。

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