結合金屬與橡膠優點,科學家開發出兼具強度和彈性的混合纖維

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 28 日 16:53 | 分類 尖端科技 , 材料 follow us in feedly

金屬纖維強度高但彈性不夠,橡膠纖維具有彈性但並不是很結實,那如果將兩者結合呢?北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)科學家結合兩者優點製作出一種混合纖維,可以用於軟體機器人、包裝材料或高科技紡織品上的應用。



北卡團隊開發的新型纖維中有一個鎵金屬芯,外層則被 SEBS 彈性聚合物包覆,在受到機械應力時,纖維會先具有芯的強度,即使金屬斷裂,外層的聚合物仍會讓纖維能夠拉伸,使纖維整體不至於不會破裂。

論文作者 Michael Dickey 解釋,每當金屬芯斷裂它就會耗散能量,使纖維伸長時也能繼續吸收能量,「纖維可以伸展到原來長度的 7 倍,而不是在拉伸時斷成兩截,並在過程中造成許多額外的斷裂。」

做為額外的好處,在它破裂之前,金屬芯能夠承載電流,由於聚合物有比鎵更高的熔點,即使金屬芯因為最初的拉伸而斷裂,也可以在隨後以熔化形成一個連續的完整核心。

「橡皮筋可以拉伸很遠,而且不需要花太大的力氣,金屬芯雖然需要很大的力氣才能拉伸,但它不會為纖維帶來太大的壓力──它會在被拉伸到很遠之前斷裂,我們的纖維具有兩全其美的優勢。」

科學家們現在計劃用其他材料進行實驗,論文已刊載於《科學進展》(Science Advances)期刊。

(首圖來源:Michael Dickey, NC State University