來源：高分子科學前沿 2024-07-09 09:32:09
在航空航天或沙漠等極端環境中，長期直麵極端高溫與低溫的材料，必須具備卓越的輕（qīng）質（zhì）特性、出色的熱穩定性以及無可挑剔的機械可靠性（xìng），以確保人員（yuán）與裝備的安全。高強度通常象征（zhēng）著（zhe）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（kàng）斷裂與（yǔ）耐損特質。然而，同時具備這兩種屬（shǔ）性的（de）材料在自然界中較為罕見，因為高強（qiáng）度和高韌性往往難以同時達到。
盡管當前的高（gāo）性（xìng）能聚合（hé）物纖維展現出了輕質、高強度與高（gāo）韌性的完美結合，但其在（zài）極端溫度條件下的表現仍受到挑戰。一旦溫度超過100 °C，這類纖維可能會因玻璃化轉變或熱降解而導（dǎo）致結構崩（bēng）潰和強度降低；而在低於（yú）-100 °C的嚴寒中，則可能出現分子凍結的現象。這些溫（wēn）度限製無疑影響了聚合物纖維在極端環境（jìng）下的強度與韌性穩定性，而這兩點恰恰是其在此類應用中不可或缺的關鍵性能（néng）。因此，研發能夠克服這些局限性的新（xīn）材料，將是未來科技發展的重要方向。
近日，天津大學封偉（wěi）教授領導的有機碳複合材（cái）料（liào）研（yán）究（jiū）團隊（FOCC）聯合江西師範大學侯豪情（qíng）教授、德國拜羅伊特大學Andreas Greiner教授團隊，製備出了一種新型聚酰亞胺納米纖維紗線（圖（tú）1），該紗線在極端高溫和低溫環（huán）境中展（zhǎn）現出了卓越的高（gāo）拉伸（shēn）強度和超高韌性，更（gèng）為（wéi）關鍵的是，它在-196 °C至200 °C的寬泛（fàn）溫度（dù）範圍內保持了熱（rè）機械穩定（dìng）性，這（zhè）極大地拓寬了其應用場景。該工作以 “Polymeric Fibers with High Strength and High Toughness at Extreme Temperatures” 為題近日發表（biǎo）在《Advanced Materials》上。論文的第一作（zuò）者是（shì）江西師範大學博士研究生程楚雲，論文（wén）的通訊作者是天津大學封偉教授、廖孝劍教（jiāo）授、江（jiāng）西（xī）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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