空客与科研机构携手将纳米材料“注入”未来飞机
2018-08-28 16:59:51   来源:东莞时间网    评论:0 点击:

航空:“纳米”的新天地

  空客(北京)工程技术中心与中国国家纳米科学中心近日在北京宣布共同设立“复合材料实验室”,标志这一航空业巨头将与在全球纳米研究具有重要地位的中国顶尖科研机构联手,展开纳米功能复合材料在航空领域的前沿探索与工程应用研发。

  “空客与中国科学家在纳米材料上展开合作,把产业的需求与最尖端的技术研发结合起来,这是我们都期待着的未来。”空客(北京)工程技术中心总经理程龙说。

  轻如鸿毛的碳纳米管海绵,可以吸音、隔热。

  共同目标:从科研到工程

  从纸飞机、木头飞机、金属飞机再到复合材料飞机,人类的飞行梦越飞越高。空中客车公司和中国顶尖科研机构的科学家决定携手探索未来——将纳米材料“注入”飞机,探寻让飞行变得更轻量、更安全、更高效的新可能。

  “交通运输工具的轻量化和安全性是永恒的主题,关乎节能环保和乘客人身安全。复合材料以及进一步的智能材料,是解决这些问题的重要途径。”中国科学院院士、清华大学教授范守善说。

  纳米,是从国际通用名称音译而来的长度度量单位。一根发丝的直径大约是0.05毫米,如果把它剖成25亿根,那么每根的直径就是1纳米。当体量小却能量大的纳米材料带着传统材料不具备的物理、化学等“奇异”特性进入飞机,未来的飞机和我们的飞行将会怎样?

  “材料如果要成为‘可用的材料’,必须有行业介入。科研必须与产业结合去创造出新一代材料。”范守善说。

  航空:让纳米材料大展身手

  “大量碳纤维复合材料的加入让新一代飞机的重量更轻,机舱湿度和压力环境更宜人,实现经济性和舒适性的跃升。”纳米科学中心研究室主任张忠说,比如在空客最新宽体客机A350XWB上,碳纤维复合材料占到飞机重量的52%-53%,体积则超过80%。

  张忠说,通过纳米颗粒可有效提高碳纤维和高分子材料的界面性能,从而对整个结构的性能有非常明显的提高。这些碳纤维的直径在7至8微米,但其界面在亚微米或纳米尺度。

  “通过纳米改性,高分子材料的机体可以有效地提高它的界面性能,从而带来复合材料性能的提高。”张忠说。

  目前,其团队的研究方向包括:通过纳米技术提高复合材料韧性,提高碳纤维复合材料导电的特性,通过复合材料制备具有“自愈合”等能力的智能材料,通过纳米材料制备出探测传感器来开展飞机结构的“健康检测”。

  科研人员将让纳米材料的“神奇”特性在航空业大展身手。比如,复合材料在运行和加工过程中都可能会形成一些纤维和界面破坏的缺陷,有可能对飞机的运行安全带来巨大的隐患,而纳米颗粒则可以有效地阻止这些缺陷的形成和扩大。

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