休斯敦大學(xué)-清湖大學(xué)機(jī)械工程助理教授Youssef Hamidi展示了他的絲綢纖維復(fù)合材料的樣品,認(rèn)為絲綢纖維會(huì)使復(fù)合材料對沖擊和壓力更有彈性,增加了制造承重復(fù)合材料的可能性。一旦研制成功,這種復(fù)合材料可以取代汽車和其他制成品中使用的大部分鋼材。
美國德克薩斯州休斯敦大學(xué)(UHCL)機(jī)械工程助理教授優(yōu)素?!す椎希╕oussef Hamidi)正在研究用于復(fù)合材料的蠶絲纖維,以滿足對強(qiáng)度、重量輕和可持續(xù)性相結(jié)合的天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料日益增長的需求。他在最近發(fā)表在《材料》雜志上的相關(guān)研究中表示,絲綢纖維比傳統(tǒng)的玻璃纖維或碳纖維更具有韌性,具有很高的拉伸強(qiáng)度,更能承受沖擊和壓力,這增加了為汽車和其他行業(yè)制造承重的絲綢纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的可能性。哈米迪于2018年加入U(xiǎn)HCL機(jī)械工程學(xué)院,自2000年以來一直在研究復(fù)合材料,主要研究如何減少工藝引起的缺陷。他和俄克拉何馬大學(xué)航空航天與機(jī)械工程學(xué)院(美國俄克拉何馬州諾曼)的研究同事2017年就開始用絲綢進(jìn)行復(fù)合材料的研制。
在大多數(shù)(生物基)應(yīng)用中,人們使用的是短的植物基纖維,但是絲綢有更高的性能,很容易買到,且并不缺乏。哈米迪第一次使用直接從蠶繭中提取的蠶絲時(shí)發(fā)現(xiàn)過程很麻煩,但他很快發(fā)現(xiàn)貨架上的絲綢效果最好,但在研究中他發(fā)現(xiàn)樹脂一旦干燥就會(huì)在樹脂內(nèi)部留下微小的空隙或氣泡,而且樹脂不能完全附著在織物上。哈米迪認(rèn)為這些都是復(fù)合材料制造中的常見問題,通常通過使用高壓釜來消除成型過程中的缺陷。然而,由于他研究的思想是創(chuàng)造一種低成本替代高成本制造流程,找到一種不依賴于昂貴的高壓釜的解決方案。在目前的研究中,他正在解決樹脂/纖維的黏附問題。哈米迪希望在真絲織物上使用合適的施膠劑將改善樹脂的黏附性,減少空隙,從而使蠶絲纖維復(fù)合材料的性能得到顯著改善。目前,他正在與加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)教授合作,想開發(fā)出一種更好的施膠劑。通常情況下,復(fù)合材料的力學(xué)性能是由這種結(jié)合決定的,可以通過改變施膠的化學(xué)成分和施膠方式來改變復(fù)合材料的大部分力學(xué)性能。