仅需应用传统熔炉制备工艺所需能量的1%，新型纳米管薄膜便可加工位于飞机机翼和机身的复合伙料。
MIT的航空工程师们研制了一种碳纳米管(CNT)薄膜，这种薄膜不须要巨大的炉子就可以实现对复合伙料的加热和固化。
将薄膜连接到电源上，然后包裹上多层高分子复合物，加热的薄膜就能激发高分子凝固。
应用于机翼和机身的复合伙料平日都是在较大的、工业级尺寸的炉子里制备的。多种高分子层在750°F时开端萎缩然后凝固成一个固体的弹性材料。然而，采取这种办法，起首须要大量的能量来加热炉子，然后通入气体，最后才是真正的复合物。
MIT的研究人员在常见的应用于飞机组件的碳纤维材料上测试了该薄膜的机能，发明该薄膜可以制备出与传统炉子强度一样的复合伙料—然则仅用了1%的能量。
薄膜连接到电源上，直接产生热量，不须要巨大的炉子就可以实现对复合伙料的加工
热量产生
研究团队起首研发了一种技巧来制备这种由结晶碳的小管构成的碳纳米薄膜。研究者应用一个棒程度的环绕纠缠碳管，形成一个致密的对齐的碳管薄膜。
在最初的实验中，MIT的研究团队经由过程传统的基于热炉的修复办法将薄膜整合成机翼，发明当施加电压时，薄膜将产生热量。然后他们研究了薄膜对于熔化两种平日用于机翼和机身的航空级复合物的才能。正常情况下，这种16层的复合伙料在一个高温的工业热炉中会固化或交联。
研究者制备了一种CNT薄膜，并将薄膜置于一平米的Cycom5320-1材料上。他们将电极连接到薄膜上，然后施加电流，同时加热薄膜和内部的在Cycom5320-1材料层里的高分子。
MIT团队测定了固化或交联高分子和碳纤维层所须要的能量，发明CNT薄膜只用了传统热炉办法修复复合物用电量的百分之一。这种办法制备的复合物具有类似的特点如交联密度。
将薄膜连接到电源上，直接产生热量，不须要巨大的炉子就可以实现对复合伙料的加工
JeonyoonLee(右)持有碳纳米管阵列，ItaiYStein(左)持有制成的碳纳米管薄膜微型加热器
节约能量
据MIT航空航天学副传授Brian/L.Wardle描述，这种新的离开热炉的办法可能供给一种加倍直接的，节能的门路来制备任何工业的复合伙料。
他说：平日，假如你想制造一个空中巴士A350或波音787的机身，你必须拥有一个四层的炉子，还须要花费几切切方管扶植你不须要的基本举措措施。然则我们的技巧会将热量放到它须要的处所，与要组合的部分直接接触。
Wardle说：这种碳纳米管薄膜还很轻。当他熔化了下面的高分子层后，这种还没有人类头发直径粗的薄膜本身会和复合物啮合在一路，增长的重量根本眇乎小哉。
Wardle又说：研究团队也测试了薄膜产生更高温度的才能，并且发明它产生的最高温度可以跨越1000°F。与此比较，一些高温航空高分子固化所需的温度为750°F，这是薄膜可以实现的。
该团队今朝致力于与工业伙伴合作来寻找推广这项技巧来制备足够大的复合伙料用于机翼和机身的办法。
Wardle又说：还须要推敲电极的问题，就是你该若何使电极接触在这么大的面积内都有效，你只须要比你如今投入到炉子上少的多的能量。我不认为这是一个挑衅，然则这是必须做的。
航空应用
MIT的计算力学传授GregoryOdegard说，碳纳米管薄膜团队可能会持续提嵬峨型复合伙料制备的质量和效力，例如商用飞机的机翼。这项新技巧可认为缺乏大型工业炉子的小公司带来可能。
没有介入研究的Odegard说，想要制备复合伙料部件的小企业也可以不消投资大型炉子或外包就能做到，这将带来跟更多的复合物的立异和复合伙料应用和机能上可能的晋升。
这项研究由空中巴士、波音、巴西航空、美国航空航天公司、萨博汽车、日本东邦、ANSYS、赖特-帕特森空军基地美国空军研究实验室、美国陆军研究室部分赞助。
研究团队包含MIT研究生JeonyoonLee和ItaiStein以及墨提斯设计公司的SethKessler，该研究成果揭橥在ACSAppliedMaterialsandInterfaces杂志上。
http://www.sdwffg8.com/
