來源：高分（fèn）子科學前沿 2024-07-09 09:32:09
在航空航天或沙漠等極（jí）端環境中，長期直麵極端高溫與低溫的材料，必須具備卓越的輕質特性、出色（sè）的熱穩定性（xìng）以及無（wú）可挑剔（tī）的機械可靠性（xìng），以確保人員與裝備的安全。高（gāo）強度通常（cháng）象征著材料在抵抗塑性變形方麵的非凡能力，而高韌性則體現了其卓越的抗斷裂與耐損特質。然而，同時具備這兩種屬性的材料在自然界中較為罕見，因為高強度（dù）和（hé）高（gāo）韌性（xìng）往往（wǎng）難（nán）以同時達到（dào）。
盡管當前的（de）高性能聚合物纖維展現出了輕質、高強度與高韌性的完美結合，但其在極端溫度條件下（xià）的表現仍受到挑戰（zhàn）。一旦溫度超過100 °C，這類纖維可能會因玻璃化轉變或熱（rè）降解而導致結構崩潰和強度降低；而在低於-100 °C的嚴寒中，則可（kě）能出現分子凍結的現象（xiàng）。這些溫（wēn）度限製無疑影響了聚合物纖維在極端環境（jìng）下的強度與韌性（xìng）穩定（dìng）性，而這兩點恰恰是其在此類應用中不可或缺的關鍵性能。因此，研發能夠克服這些局限性的（de）新材料，將（jiāng）是未來科技（jì）發展的重要方向。
近日，天津大學封偉教授領導的有機碳（tàn）複合材料研究團隊（duì）（FOCC）聯合江西師範大學侯豪情教授、德國（guó）拜羅伊特大（dà）學Andreas Greiner教授團隊（duì），製備出了一種新型聚酰亞胺納米纖維紗線（圖1），該紗線在極端高溫和低溫環境（jìng）中展現出了卓越的高（gāo）拉伸強度和超高韌性，更為關鍵的是，它在-196 °C至200 °C的寬泛（fàn）溫度範圍內保持了熱機械穩定性，這極大（dà）地拓寬了其應用（yòng）場景。該工（gōng）作以 “Polymeric Fibers with High Strength and High Toughness at Extreme Temperatures” 為題近（jìn）日發表在《Advanced Materials》上。論文的第一作（zuò）者（zhě）是江西師範大學博士研究生程楚雲，論文的通訊作者是天津大學封偉教授、廖孝劍教授、江西師範大學侯豪情教授以及德國拜羅伊特大學Andreas Greiner教授。
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