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采用凝胶静电纺丝工艺制备超细纤维

美国麻省理工学院的研究人员开发了一种能够制备超细纤维的工艺，这些纤维的直径以纳米计量，只有十亿分之一米，但非常强韧。

这些既便宜又易于生产的纤维，可以成为许多应用的选择材料，如防护装甲和纳米复合材料。
麻省理工学院化学工程教授Gregory Rutledge和博士后JayPark在一篇论文中对这种被称作“凝胶静电纺丝”的新工艺作了介绍。这篇论文可在线阅读，并将发表在《材料科学》杂志2月刊中。

Rutledge解释说，在材料科学中有很多取舍，研究者们通常在提高材料一种性能的同时，会看到另一种性能的降低。


“强度和韧性就是这样一对矛盾体：通常，当你获得了高强度，就会在韧性上有所损失。”他解释说，“材料变得越脆，就越发丧失了吸能机制，而且易于断裂。”

但是，采用这项新工艺制成的纤维，则在很大程度上避免了这些取舍。能够获得一种强度和韧性都极高的材料，这是非常重要的。

这项工艺是对被称作“凝胶纺丝”的传统方法的一种变异，它增加了电力，结果获得了超细的聚乙烯纤维，其性能可与一些用来生产盔甲以阻止子弹的Zui强大的纤维如Kevlar和Dyneema相媲美，或者还超越于它们。

“我们Zui开始的任务是制造拥有不同尺寸范围(即尺寸不到1µm)的纤维，因为它们能以自有的能力而具备各种有趣的功能。”Rutledge说道，“而且许多年来，我们已经看到了这样一种超细纤维，它们有时被称作‘纳米纤维’，但是，在所谓的‘高性能纤维’范围中，却没有什么。”

高性能纤维，包括芳纶纤维如Kevlar，以及像Dyneema和Spectra一样的凝胶纺丝聚乙烯，也可用于制造满足极端应用需求的绳索，以及作为增强材料而用于一些高性能的复合材料中。