復(fù)合材料集高強度和低重量于一身,耐腐蝕,可塑造成幾乎任何形狀,是現(xiàn)代生活的一個關(guān)鍵成分:從航空到土木工程,從體育設(shè)備到牙科,到處都在使用,也是太空任務(wù)的一個重要元素。但它們也有一些不太理想的方面:由石油產(chǎn)品制成,在本質(zhì)上是不可再生的,也是不可回收的。因此,歐洲航空局正在與蔚藍海岸大學(xué)(C?te D’Azur University)合作,開發(fā)一種完全由可持續(xù)資源制成的新型太空復(fù)合材料。

顧名思義,復(fù)合材料是由兩種或更多的獨立材料制成的,它們結(jié)合在一起以獲得物理特性的最佳組合。熱固性復(fù)合材料是最堅固的復(fù)合材料之一。它們由樹脂制成,與纖維或填充物混合以增加強度(與添加鋼筋混凝土的方法相同)然后通過加熱、加壓或化學(xué)反應(yīng)使其 "固化"。

歐空局材料工程師烏戈-拉豐解釋說:"我們用來制造太空質(zhì)量的復(fù)合材料的經(jīng)典熱固性樹脂的問題是,它們是以石油為基礎(chǔ)的,所以根據(jù)定義,它們來自不可再生資源。因此,我們有了探索替代品的想法——我們是否可以利用生物質(zhì)作為這些樹脂的新分子來源,利用同樣的化學(xué)過程制造復(fù)合材料?”

博士后研究員Roxana Dinu補充說。"我們把重點放在太空,因為如果我們能夠設(shè)計出能夠抵抗軌道環(huán)境的所有特殊因素,例如極端的溫度和輻射,以及持續(xù)的硬真空鼓勵不必要的'放氣'煙霧,那么它們也應(yīng)該適用于地球上非常廣泛的應(yīng)用,例如航空航天、海事和建筑部門。"
到目前為止,小組已經(jīng)在實驗室規(guī)模上合成了許多100%的生物基單體,然后研究和優(yōu)化了它們在可用樹脂中的配方。目前正在利用歐空局在荷蘭的ESTEC技術(shù)中心的項目專家設(shè)施以及位于戛納的泰雷茲阿萊尼亞航天公司進行空間資格測試。
這個為期三年的項目的下一步將是以更大的示范規(guī)模制造復(fù)合材料,然后與公司討論工業(yè)生產(chǎn)。
該項目還在研究利用天然材料生產(chǎn)其他復(fù)合材料成分的想法,從而形成100%的生物基復(fù)合材料。"傳統(tǒng)的碳纖維是不可回收的,所以我們正在研究使用天然的替代品,如植物纖維,如亞麻或大麻,用于某些用途。"
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