英国《自然》杂志9日发表的一项研究显示, 美研究人员提出一种高分子聚合物固化的新方法, 有望大幅降低强韧, 轻质材料生产的能耗和成本, 让飞机和汽车制造商受益.
论文第一作者, 美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校教授斯科特·怀特介绍说, 以飞机制造为例, 大型客机部件的固化过程需要24小时, 在温度约180摄氏度的条件下完成一系列反应, 耗能可超过9.6万千瓦时, 产生80多吨二氧化碳. 而新方法能耗可以比传统制备工艺降低10个数量级, 耗时降低两个数量级.
美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的研究人员发现, 使用类似于 '烙铁' 的热源触碰材料表面的一角, 可启动级联反应. 反应一旦开启, 聚合反应中的内能即可推动反应, 不需要更多的外部能量就可使材料 '固化' . 固化是物质从低分子转变为高分子的过程.
研究人员还尝试从两个角同时启动级联反应以加快反应速度. 结果显示, 只要控制得当, 交汇处就不会形成热峰影响材料质量.
目前, 研究团队可在实验室环境中安全制备出高质量的高分子材料, 因该技术与目前常用的制造工艺兼容, 未来有望用于大规模生产.