來源：高分子科學前（qián）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（cái）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）可靠性，以確保（bǎo）人員與裝備的安全。高強度通常象征著（zhe）材料在抵抗塑性（xìng）變形方麵的非凡能力，而高韌性則體（tǐ）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（de）材料在自然界中（zhōng）較（jiào）為罕見，因為高強度和高韌性往往難以同（tóng）時（shí）達到。
盡管當前的（de）高性能（néng）聚合物纖（xiān）維展現出了輕質、高強度與高韌性（xìng）的完美結合，但其在極（jí）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（biàn）或熱降（jiàng）解而導致結（jié）構（gòu）崩潰（kuì）和強度降低；而在低（dī）於-100 °C的嚴寒中，則可能出現分子凍結的現象。這（zhè）些溫（wēn）度限製無疑（yí）影響了聚合物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（yòng）中不可或缺的關鍵（jiàn）性能。因此，研發（fā）能夠克服這些局限性的新材料，將是未來科技發展的重要方向。
近日，天津大學封偉教授領導（dǎo）的有機碳複合材料研究團隊（FOCC）聯合江西師範大學侯豪情教授、德國拜羅伊特大學Andreas Greiner教授團隊，製備出了一種（zhǒng）新型聚酰亞胺（àn）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（zhuó）越的高拉伸強度（dù）和超高韌（rèn）性，更為關鍵的是，它在-196 °C至200 °C的寬泛溫度範圍內保持了熱機械穩定性，這極大地拓寬（kuān）了其應（yīng）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。論文的第一作者是江西師範大學博士研究生程楚雲（yún），論文的通訊作者是天津（jīn）大學封偉教授、廖孝劍教授、江西師範大學侯豪情教授以及（jí）德國拜羅伊特大學Andreas Greiner教授。
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