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          周一至周日8:00-18:00

          神奇的“變體”材料——金屬橡膠
          你能否想象,有一種材料既可以像橡膠一樣彎曲和拉伸,又可以像金屬一樣導電?這就是利用納米技術制造出來的新材料———金屬橡膠。“金屬橡膠”的出現是材料學上的一次革命,也是納米技術在新材料領域的成功應用。有了它,未來的飛機可以擁有像鳥兒一樣可扇動的翅膀;有了它,未來的航空座椅將舒適無比;有了它,甚至連電視都可以做得又平又軟,還能折疊起來放在口袋里……
          飛機剛誕生的時候,有些人稱呼它為鐵鳥,鋼鐵的身體,卻像鳥一樣能夠飛翔。不過,這個鐵鳥的飛翔還是與真實的鳥的飛翔有所不同,至少,飛機不能像鳥一樣扇動翅膀。 現在不能,不能代表未來不能。如果在飛機制造上使用某種特殊材料,讓飛機扇動翅膀也并非不可能。這種神奇的材料就是金屬橡膠。
           
          制造了金屬橡膠的能人,是來自美國弗吉尼亞州的一個科學小組,這個小組的帶頭人就是材料學和工程學專家理查德•克勞斯教授。該小組用了整整6年的時間,終于使金屬橡膠變成了現實。金屬橡膠的顏色呈棕褐色,看上去很像褐色的塑料殼。它有許多讓人驚嘆的特性,比如很好的導電性;還有超強的彈性,把它拉伸到其自身長度的2到3倍,然后一松手,它又會彈回原來狀態;這種材料還很堅韌,用化學藥品泡它,用火燒它,使勁砸它,在水里煮它,它都不會產生機械性或化學性的退化。當把它加熱到370℃的時候,它依然安然無恙,不會燃燒;當把它降溫到一110℃時,它依然保持原貌。 這么本領高強的材料是怎樣"煉"出來的呢?
          制造這種金屬橡膠可不是一件容易的事情。科學家們采用了一種全新的納米技術工藝流程,他們稱之為“靜電分子自我組裝”工藝。科學家形容,這種生產工藝就像人類骨骼的形成一樣,通過單個分子在物質表面層疊而成。為了制造金屬橡膠,科學家們首先要找到一種可以使分子凝聚的基質,一般使用塑料或玻璃。這些基質被帶上正電荷或負電荷后,輪流放入兩種不同電荷的溶劑中,一種溶劑為帶正電的塑料分子,另一種溶劑為帶負電的塑料分子。如果基質帶正電,則先同帶負電的塑料分子溶劑接觸,反之則與帶正電的塑料分子產生反應。塑料分子與基質接觸后,就在基質表面形成一個分子厚度的分子層。經過在兩種溶液中反復科學家將這種制造過程形象地比喻成做蛋糕,一層一層地重疊,最終形成了一個漂亮的生日禮物。
          這種材料一問世,人們馬上就想到,金屬橡膠一個重要的潛在用途就是"變體飛行器材料"。讓飛機能夠在飛行中改變其形狀。當然,飛機不一定要像鳥兒一樣會扇動翅膀,但是可以讓飛機在飛行的時候根據空氣動力要求適當地改變機翼的形狀,這樣的飛行不僅更經濟,而且更有效、更安全。因此,還要有和金屬橡膠配套的傳感器,能夠感受外界環境,并做出反應。這方面還需要科研人員在技術上做出突破才行。   
          除了應用在飛機制造領域,金屬橡膠還可以有許多用途。比如,人們設想,利用金屬橡膠制造出可以變形的電視機,能夠讓我們裝進口袋里攜帶;或者用金屬橡膠制造出機器人的肌肉,使機器人能夠靈活運動,完成更復雜的動作。據說,用金屬橡膠制造的智能手套已經在國外問世了。
          金屬橡膠的其他用途主要是在密封技術和阻尼隔振技術上的應用。在蘇-27飛機發動機外部的管路系統均采用金屬橡膠隔振卡箍,用金屬橡膠材料替代原來的橡膠材料作襯墊,大大提高了卡箍的使用壽命和隔振性能。在渦輪發動機的壓縮機調整氣體壓縮方向裝置的葉片結構中, 使用了大量的金屬橡膠阻尼元件;俄羅斯HK-89 型火箭發動機的轉子彈性阻尼支撐結構,俄Cy-27 飛機的發動機外部管路隔振裝置,火箭發動機壓力信號發生器隔振裝置,空間載人飛船返回艙儀表板隔振裝置等多種機器設備中采用了金屬橡膠材料。
          美國休斯敦大學教授、著名華裔納米材料專家任志鋒領導的一個研究團隊,最近開發出一種可像橡皮筋一樣循環拉伸而不改變性能的透明電導體。這項成果在柔性電子學和人體可植入設備等領域有著廣泛應用。任志鋒團隊利用自己創造的“納米晶界加工法”,制備出漁網狀、彎曲、寬度精確可控的金屬納米線網絡結構,然后將其黏附到由聚二甲基矽氧烷制成的柔性襯底,制成可拉伸、無疲勞特性的透明電導體。
          來源:qp
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