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 據悉，麻省理工學院的研究人員已經開發出一種能產生超細纖維的工藝，其直徑以納米或十億分之一米的單位測量，而且這些纖維非常堅固和堅硬。價格低廉，易于生產，可以作為許多應用的選擇材料，如防護裝甲和納米復合材料。

麻省理工學院化學工程教授GregoryRutger和PostdocJayPark博士在一篇論文中描述了一種稱為凝膠靜電紡絲的新工藝。該文件將在線顯示，并將發布在二月版的Materials Science雜志上。

在材料科學中，Rutledge解釋說：“有很多的平衡。研究人員通常可以提高材料的一個特性，但同時會有其他特性的下降。強度和韌性就是這樣的一對性質：通常當你獲得高強度時，你會失去材料的一部分韌性。材料變得更脆，因此失去了吸收能量的機制，它就會斷裂。”但是，在新工藝生產的纖維中，許多這些權衡都被消除了。

Rutledge說：“如果你得到一種同時具有高強度和高韌性的材料，這將是一件了不起的大事。”新工藝生產纖維過程就是這樣的，它使用了一種傳統方法的變體，稱為gel sp。但是增加了電能。結果是聚乙烯超細纖維產品性能趕上甚至超過一些最強的纖維材料的性能，如Kevlar和Dyneema，應用于防彈衣。

Rutledg說：“我們一開始就有一個任務在不同的尺寸范圍內，使纖維，即低于百萬分之一米，因為這樣會出現許多有趣的特性”。我們已經研究了這種超細纖維多年，有時稱為納米纖維。但是，在高性能光纖范圍內，沒有什么“高性能纖維。”包括芳基化合物，如Kevlar，和凝膠紡絲聚乙烯，如Dyneema和譜，也被用于極端用途的繩索，并作為增強纖維用在一些高性能的復合材料。

拉特利奇說：“多年來，在這個領域并沒有出現很多新的情況，因為在機械領域，它們的纖維性能非常好。”但是他說這種新材料與其他相比，真正區別于它們的是我們所稱的比模量和比強度，這意味著，在每重量的基礎上，它們的表現幾乎超過了一切。”模數指的是纖維有多硬，或有多少抗拉伸強度。

用于產生纖維的裝置的示意圖顯示一個加熱的注射器（左）通過溶液擠壓，以及一個腔室（右），在那里，鏈受到電場的影響。 把它們紡成有史以來性能最好的聚乙烯纖維。來源：麻省理工學院

與廣泛應用于復合材料中的碳纖維和陶瓷纖維相比，新型靜電紡聚乙烯纖維強度相近，但強度更高。Ower密度。羅特魯奇說，這意味著，一英磅，它們比標準的材料高出很多。

羅特魯奇說：“在創建這種超細材料時，研究小組的目標是與現有的微纖維的特性相匹配，“因此，這表明對我們來說，這將是一個很好的成果。”他說在FA中 CT，結果顯示材料在重要的方面更好。雖然測試材料的模數不如現有的最佳纖維，但它們相當接近，足以具有競爭力。”他補充道，最重要的是，強度優于商業材料兩倍和可比的研究的最佳材料。和他們的韌性是一個等級規模更好。

Rutledge說：“研究人員仍在調查造成這種令人印象深刻現象的原因。隨著纖維尺寸的減少，這就像是我們收到禮物一樣。這是我們始料不及的。

他解釋說：“大多數塑料都很堅硬，但它們并不像我們現在所得到的那樣堅硬。”玻璃纖維是硬的，但不是很強，而鋼絲是堅固的，但不是很硬。新的凝膠靜電紡纖維似乎將強度、剛度和韌性等理想的品質結合在一起，但它們的比例很少。

使用凝膠靜電紡絲法與傳統的方法非常相似。“凝膠紡絲法”在為我們所帶來的材料的過程，但因為我們用的是電力，使用單級工藝而不是傳統工藝的多個階段，“我們得到了更多的高度拉伸纖維”，直徑為幾百納米。典型的15微米，他說，研究人員的過程結合了聚合物凝膠作為起始材料，如凝膠紡絲纖維，但使用的是電力而不是機械牽引。將纖維拉出；帶電纖維誘導產生其超細尺寸的“攪打”不穩定性過程。而那些狹窄的尺寸，它變成了獨特的特性。

這些結果可能會導致像現有的那樣堅固的保護材料，但不那么笨重，使它們更實際。而且，拉特利奇說：“他們可能應用我們還沒有想到的問題現在還沒有，因為我們剛剛知道他們有這種程度的堅韌特性。”