4月17日,美國陸軍研究實驗室和美國馬里蘭大學(xué)的工程師宣布開發(fā)了一種在紫外光下能夠使復(fù)合材料按照需要變得更硬更強的技術(shù)。這種對復(fù)合材料力學(xué)行為按需控制的技術(shù)能夠為未來軍用旋翼機的設(shè)計、性能和維護提供很多新的能力。
美國陸軍研究實驗室研發(fā)工程師Frank Gardea博士表示,該項目聚焦對分子間相互作用力的控制研究,使其在納米尺度上發(fā)生變化,進而在更大的尺度上引發(fā)肉眼可見的變化。
馬里蘭大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系教授YuHuang Wang博士稱:“在馬里蘭大學(xué)實驗室中,我們早就開發(fā)出了獨特的碳納米材料和化學(xué)品,但直到Gardea進入項目組,我們才意識到這種可重構(gòu)的復(fù)合材料能夠帶來怎樣的機遇和挑戰(zhàn)。隨后,我們合作取得了相當(dāng)顯著的研究成果。”
該技術(shù)包括將紫外光反應(yīng)房子附著在納米碳管等增強相上。隨后這些反應(yīng)性增強相被置入聚合物之中。經(jīng)過紫外光輻照,所引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)使得增強相與聚合物分子間的作用力增強,從而使材料的剛度和強度得以提高。研究結(jié)果表明,經(jīng)過5分鐘的紫外輻照,復(fù)合材料的剛度能夠提高93%,強度提高35%。
美國陸軍研究實驗室車輛技術(shù)局的首席科學(xué)家Bryan Glaz博士表示:“由新技術(shù)實現(xiàn)的材料力學(xué)性能提高和輕量化能夠?qū)崿F(xiàn)納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的變化,從而成就目前直升機無法實現(xiàn)的概念。”
未來,由該技術(shù)獲得的材料結(jié)構(gòu)能夠形成具有可控結(jié)構(gòu)阻尼和低重量的新型復(fù)合材料,使目前無法企及的面內(nèi)傾轉(zhuǎn)旋翼機等低維護、高速旋翼機概念成為可能。另外,可控力學(xué)響應(yīng)也使得具有載荷適應(yīng)能力的自適應(yīng)航空航天結(jié)構(gòu)開發(fā)成為可能。