來源：高分（fèn）子科學前沿 2024-07-09 09:32:09
在航空航天或沙（shā）漠等極端環境中，長期直麵（miàn）極端（duān）高溫與低溫（wēn）的材料（liào），必須（xū）具備卓越的輕質特性、出色的熱穩定性以及無可挑剔的機械（xiè）可靠（kào）性，以確保人員與裝備的安（ān）全。高強度通常（cháng）象征著材（cái）料在抵抗塑性變形方麵（miàn）的非凡能力，而高韌性則（zé）體現了其（qí）卓越的（de）抗斷裂與（yǔ）耐損特質。然（rán）而，同時具備這兩種屬性的材料在自然界中較為罕見，因為高強度和高韌性往往（wǎng）難以同時達到。
盡管當前的高性能聚合物纖維展現出（chū）了輕質、高強度與（yǔ）高韌性的完美結合，但其在極端溫度條件下的表現仍受到（dào）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致結構崩潰和強度降低；而（ér）在低於-100 °C的嚴（yán）寒中，則可能出現分子凍結的現象。這些溫度限製無疑影響了（le）聚合物（wù）纖維在極端環境下的強度與韌性穩（wěn）定性，而這兩點恰恰是其在此類應用中不可或缺的關鍵（jiàn）性能。因此，研發能夠克服這些局限性的新材料，將是未來（lái）科技發展的重要（yào）方向。
近日，天津大學封偉教授領（lǐng）導的有機碳複合材料研究團隊（FOCC）聯合江（jiāng）西師範大學侯豪情教授、德國拜羅伊特（tè）大學Andreas Greiner教授團隊，製備出了（le）一種新型聚（jù）酰亞胺納米纖維紗線（圖1），該紗線在極端高溫和低溫環境中展現出了卓越的高拉伸強度（dù）和超高韌性（xìng），更為關鍵的是（shì），它（tā）在（zài）-196 °C至200 °C的寬泛（fàn）溫度範（fàn）圍內保持了熱機械穩定性，這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” 為題近日發表在《Advanced Materials》上。論文的第一作（zuò）者是江西師範大學博士研究生程楚雲（yún），論文的（de）通訊作者是天津大學封偉教授、廖孝劍（jiàn）教授、江西師範大學侯豪情教授（shòu）以及德國拜羅伊特大（dà）學Andreas Greiner教授。
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