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美军探索碳纳米新技术 打造钢铁侠盔甲?

2018年7月12日     来源:网易科技     编辑:HuangJiang      
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研究人员称,这项技术能够给从服装到战斗机的所有物品带来革命性变化。

美国空军研究实验室正与辛辛那提大学的工程师们一起合作来研发一种能够为你的手机充电的激进新服装。在研究人员研发的许多碳技术中,就包含了能够将能量储存在碳纳米管中的钢铁侠装备。

研究人员称,这项技术能够给从服装到战斗机的所有物品带来革命性变化。研究人员通过一个被称为化学气相沉积的过程在真空室中让纳米管“生长”到受热的硅片上。然后研究人员在实验室的一个工业线轴上对其进行拉伸,把这个碳薄片变成类似于蜘蛛丝一样而且能够纺织成面料的纺线。

辛辛那提大学纳米实验室的共同管理者,辛辛那提大学教授Vesselin Shanov称:“它真的就像一种纺织品。你能够像卷一台机用纺织线一样把它们卷起来,也可以将它们应用于各个领域,比如说追踪水中重金属的传感器以及超级电容和电池等能量存储设备。”

对于军方来说,这项技术可能意味着士兵配备的那些为电子装备充电的沉重电池将被替换掉。士兵们携带的电子设备数量正不断增加,其中包含了照明装置、夜视仪和通讯设备等。士兵们为了给设备充电所携带的电池重量占据了他们总负重的三分之一。

研究生Mark Haase在过去一年中一直在Wright-Patterson空军实验室探索碳纳米管的应用。他声称:“即使我们能够为士兵们减轻一点点负担,这对于奔赴战场的他们来说都是一种巨大的优势。”

然而,这项技术仍然由于太过昂贵而无法得到广泛使用。Haase称:“我们正与那些更多的关注性能而不是成本的客户合作。但是一旦我们完善这项技术并且量化时,它的成本应当能够相应的降低。到时我们将看到碳纳米管在越来越多的领域得到应用。”

目前来说,辛辛那提大学的实验室能够一次生产大约50码(约45.7米)长的碳纳米管线。Haase称:“大多数大型纺织机械需要数千米长的线,那也是我们未来的研究目标。”美国空军研究实验室材料与制造部门的负责人Benji Maruyama称:“在大规模量化这一过程之前我们还需要进行许多的研究和工作。”

Maruyama称:“从硅片上拉扯出一根碳纳米管纤维对于实验室级别的研究来说是足够了,但是用于打造机翼或者飞行服就有所不足。阻碍我们的唯一问题就在于如何让碳纳米管按比例放大。”

Maruyama正试图通过他正在进行的一系列实验解决这个问题,他在实验室中使用的是一种自动研究机器人——阿瑞斯。这台机器人能够使用碳纳米管设计和进行试验,并且分析实验结果,然后借助实验数据和人工智能重新定义下一个实验的参数。

通过这种方式,机器人阿瑞斯在相同时间内完成的实验数量是人类研究人员的100倍。辛辛那提大学工程与应用科学系已经与空军研究实验室签订了一份5年的合同,希望通过研究增强军事技术的应用。

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