該示意圖顯示了具有複合層的工程材料。碳纖維層（長銀管）之間“碳納米管森林（棕色物體陣列）”。圖片來源：美國科學促進會網站
科技日報北京4月18日電（記者張夢然）美國麻省理工學院工程師證明，他們使用新開發的納米縫合方法可防止複合材料層之間的裂紋擴展。通過在複合材料層之間沉積化學生長的“碳納米管森林”，微小而密集的纖維將各層緊緊地固定在一起，就像超强的尼龍搭扣一樣，防止各層剝落或剪斷。相關研究18日發表在美國科學促進會網站上。
為了節省燃料並减少飛機排放，研究人員正在尋求用先進複合材料製造更輕、更强的飛機。這些複合材料由嵌入聚合物片材中的高性能纖維製成，片材可堆疊壓制成一種多層資料，並製成極其輕質且耐用的結構。
但複合材料有一個弱點：層與層之間的空間，通常需填充聚合物“膠水”，以將各層黏合在一起。如果發生撞擊，裂紋很容易在各層之間擴散並削弱資料强度。隨著時間推移，複合材料可能會在沒有任何警告的情况下突然崩潰。
此次團隊在對薄層碳纖維層壓板進行的實驗證明，與傳統聚合物的複合材料相比，通過納米縫合黏合的各層可將資料的抗裂性提高60%。
納米縫合的概念涉及“種植”垂直排列的“碳納米管森林”——碳的中空纖維。每根碳納米管都很小，以至於數百億納米管可以站立在比指甲還小的區域中。為了生長納米管，該團隊使用化學氣相沉積工藝，使碳作為微小的支撐物沉積在表面上。這些支撐物最終會被移除，留下一片密集的“碳卷森林”。
研究人員設想，任何採用傳統複合材料的車輛或結構都可通過納米縫合變得更輕、更堅韌、更有彈性。下一代飛機如果採用複合材料與納米縫合科技結合在一起，可使飛機更安全並具有更長的使用壽命。