新型材料的运用和发展趋势

1、新型材料的运用和发展趋势工设目录A石墨烯BLiquiGlide不沾涂层C玄武岩纤维D“迷你网格”石墨烯【石墨烯：骨科植入新材料】美德州莱斯大学(Rice University)的研究人员通过纳米级的焊接技术，将石墨烯构造成一种硬度高，透气性强的新型材料，这一材料未来可被用于骨植入领域。据了解，这次焊接使用的放电等离子体烧结技术通常被用于陶瓷烧制领域，其可避免将材料置于高温或高压环境中。LiquiGlide不沾涂层由MIT发明的LiquiGlide不沾涂层，可使得与瓶子内表面接触的液体变得非常顺滑，从而实现不残留。瓶子内部的顺滑涂层由一种食物产品制成，因此不具有毒性。Liquiglide不仅能用

2、于调味品，还可应用于石油管道、飞机、火箭飞船乃至医疗等领域。几年前麻省理工的专家们造出了一种不粘的番茄酱。现在，麻省理工已经成立了一家公司专卖自己这种“超级滑”的技术。胶水制造企业 Elmers 最近和这家公司签订了供货合约，他们将把该技术用到自己的胶水瓶子里。 LiquidGlide 公司的产品听上去简单但实际上很有创意又实用。容器的内壁是可渗透的，他们在内壁材料上涂上一层润滑液，这样，当瓶子里装满像胶水或者是蛋黄酱一类的东西时，它们不会粘附在瓶壁上，更加容易导出来。这样不仅方便了使用者，也节约了成本，同时这种涂层还比像 NeverWet 这样的疏水涂层便宜得多。David Smith 是麻

3、省理工的一名研究生，现在是 LiquidGlide 公司的首席执行官。他告诉纽约时报说，从成效来看，他们是在“对抗”物理学和很多别的伟大发明一样，LiquidGlide 也是来自微笑的灵感。麻省理工的教授 Kripa K. Varanasi 的太太有一天在向丈夫抱怨蜂蜜瓶子里的蜂蜜永远也倒不干净，总是贴在瓶壁上，而 Varanasi 教授就是防滑性方面的专家。教授带着自己的学生在一周以内就解决了这个问题，但他们的志向远比造调料瓶子要大：他们希望将这种涂层应用在运输原油的管道上，这样能减小运输过程中的摩擦力，也减轻了泵的压力。玄武岩纤维n玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧

4、化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 “迷你网格”n波音公司近日公布了世界

5、上最轻盈的金属结构，其内部99.99%是空气。波音公司宣称，这种革命性的金属材料比泡沫塑料还轻100倍，将引领航空设计的未来。这种金属材料被称为“迷你网格”(microlattice)，非常轻盈，甚至能放在一朵蒲公英之上。它还具有很高的强度，波音公司宣称，如果把鸡蛋用这种材料包裹起来，即使从25层楼的高度掉下来也不会摔坏。n“迷你网格”是一种三维开孔的聚合体结构，由互相连接的空心管组成，而管壁的厚度比人类头发还要细1000倍。休斯研究实验室(HRL)的建筑材料学家Sophia Yang参与了波音公司的这一项目，她说：“在我们的预期中，这种材料的主要应用领域就是作为航空结构组件。”n同样来自该实

6、验室的Tobias Schaedler博士说：“这种材料的巧妙之处在于将互相连接的空心管组装成网格，这些空心管的管壁厚度只有100纳米，比人类头发还细1000倍。”n除了极低的密度，“迷你网格”的开孔结构还使金属具有了意想不到的力学行为，包括能从超过50%的压缩状态中完全恢复，以及具有极高的能量吸收能力。这一材料最初是应美国国防部先进研究项目局(DARPA)的要求进行开发的，可用作电池电极和催化剂载体，以及对声学、振动或撞击的能量进行抑制。n休斯研究实验室还于近日宣布，他们将在美国航空航天局(NASA)的“开创新局发展计划”(Game Changing Development Program)

7、的框架下，开发新的超轻材料，以用于建造未来的航天工具和结构。这些新材料将使NASA进行深空探索的航天器重量减少40%，从而使前往火星和更远太空成为可能。n 对休斯研究实验室来说，工作的重点便是在超轻的“迷你网格”材料基础上，开发出新的超轻“三明治”板状结构。简单来说，这种结构就是以相对较厚的轻质材料为核心，在上方和下方连接坚固的超薄面板。“三明治”结构可以提供很高的抗扭和抗弯刚性，同时十分轻盈，因而已经成为航空工业中的轻质材料的标准设计。n目前使用的材料是以泡沫和蜂窝结构为核心，而更加先进的核心结构将带来重量的进一步减轻，并提升材料的性能。在Tobias Schaedler博士的带领下，休斯研究实验室的团队将结合碳纤维复合面板，开发出重量更轻、强度更高的新型材料。n“