坚固而坚韧，却又轻如鸿毛——许多工业部门和医学领域都迫切需要这种具有这种特殊性能组合的材料，而且对科学研究也很有意义。拜罗伊特大学(University of Bayreuth)的一个研究小组现在开发出了具有这些特性的聚合物纤维。与德国、中国和瑞士的合作伙伴一起对聚合物纤维进行了表征。科学家们在《科学》杂志上发表了他们的研究结果。
“我们发现的纤维可以很容易地通过工业上已经建立的高科技工艺来生产——而且是在世界范围内容易获得的聚合物的基础上。一根纤维只有一根头发那么细，比一只果蝇还轻，但却非常结实:它可以举起30克的重量而不撕裂。这相当于一只果蝇15万倍的重量。对这些纤维的高拉伸强度的实验进一步揭示了它们的高韧性。这意味着每一根纤维都能吸收大量的能量，”Andreas Greiner教授解释道。参与该研究的还有法国维也纳大学、马丁·路德大学、弗劳恩霍夫材料与系统微观结构研究所(IMWS)、德国亚琛大学、江西师范大学、南昌大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员。
由于其独特的性能，聚合物纤维是理想的适合技术组件暴露在高负荷。它们使创新应用在广泛的领域，例如在纺织工业或医疗技术，在汽车工程，或在航空航天工业。此外，聚合物纤维可以很好地回收利用。“我们确信，我们的研究成果为一种新型的、前瞻性的材料打开了大门。工业方面的实际应用可望在不久的将来实现。在聚合物科学中，我们的纤维将能够为高性能功能材料的进一步研究和开发提供有价值的服务，”Greiner说。
这些有前途的纤维的化学基础是聚丙烯腈。一根直径约为40000纳米的纤维由多达4000根超薄纤维组成。这些纤维通过少量的添加剂连接。三维x射线图像显示，纤维内的纤维几乎总是沿同一纵向排列。“我们在拜罗伊特大学的静电纺丝实验室中制备了这些多纤原纤维聚丙烯腈纤维，并广泛测试了它们的性能和行为。他们独特的力量和高韧性的结合从未停止吸引我们，”拜罗伊特聚合物科学家西马·阿加瓦尔教授报告说。
这项发表在《科学》杂志上的研究的主要作者是廖晓建，他是拜罗伊特大学的化学博士研究员。“我很高兴我能在材料科学方面的研究成果作为我博士论文的一部分。拜罗伊特校区化学、物理和材料科学之间的紧密跨学科联系在近年来提供了一些重要的推动力。”廖说。
——文章发布于2019年12月12日
