來源：高分子科學前沿 2024-07-09 09:32:09
在（zài）航空航天或沙（shā）漠等極端環境中，長期（qī）直麵極端高溫（wēn）與低（dī）溫的材料，必須具（jù）備（bèi）卓越（yuè）的輕質特性、出色的熱（rè）穩定性以及無可（kě）挑剔的機械可靠性，以確保人員與裝備的安全。高強（qiáng）度通常（cháng）象征著（zhe）材料在抵抗塑性（xìng）變形方麵的（de）非凡（fán）能力，而高韌性則體（tǐ）現了其卓越的抗斷裂（liè）與（yǔ）耐損特質。然而，同（tóng）時具（jù）備這兩種屬性的材料在（zài）自然界（jiè）中較為罕見，因為（wéi）高強度和高韌性往往難以同（tóng）時達（dá）到。
盡管當前的高性能（néng）聚合物纖維展現出了輕質、高強（qiáng）度與高韌性的完美結合（hé），但（dàn）其在極端溫（wēn）度條件下的表現仍（réng）受到挑戰。一旦溫（wēn）度超（chāo）過（guò）100 °C，這類纖維可（kě）能會因玻璃化轉變或熱降解而導致（zhì）結構崩潰和強度降（jiàng）低；而在低於-100 °C的嚴寒中，則可能出（chū）現分子凍結的現象。這些溫度限製無疑影響了（le）聚合物纖維在極端（duān）環境下的強度與韌性穩定性，而這兩點恰恰是其在此類應用中不可或缺的關鍵（jiàn）性能。因此，研發能夠克（kè）服這些局（jú）限性的新材料，將是未來科技發展的重（chóng）要方向。
近日，天（tiān）津大學封偉教授（shòu）領導的有機碳複合材料研（yán）究團隊（FOCC）聯合江西師（shī）範大學侯（hóu）豪情教授（shòu）、德國拜羅伊特大學（xué）Andreas Greiner教授團隊，製備出了一種新型聚酰亞胺納米纖（xiān）維紗線（圖1），該紗線（xiàn）在極端高（gāo）溫和（hé）低溫環境中展（zhǎn）現出了卓越的高拉伸強度和（hé）超高韌性（xìng），更為關鍵的是（shì），它在-196 °C至200 °C的寬泛溫度範圍內保持（chí）了熱機械穩定性，這極大地拓寬（kuān）了其應用場景。該工作以 “Polymeric Fibers with High Strength and High Toughness at Extreme Temperatures” 為題近日發表在《Advanced Materials》上。論文的第一作者是（shì）江西師範大學博士研究生程楚雲，論文的（de）通訊作（zuò）者是天津大學封偉教授、廖孝劍教授、江（jiāng）西師範大學侯豪情（qíng）教授以及德國拜羅伊特大學Andreas Greiner教授。
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