日本開發出新型熱塑性碳纖維復合材料

　　高強度、具有防靜電特性

　　日本的金澤工業大學與從事工業廢棄物處理和回收的三榮興業公司合作，開發出了比以往的碳纖維復合材料強度更高，而且抗靜電性能優異的新型熱塑性碳纖維復合材料。

　　此次開發的熱塑性碳纖維復合材料有望應用于要求具備高比強度和高比彈性模量等機械特性的汽車及飛機相關構件和建材等，此外，在需要具備高水平抗靜電性能的半導體等精密部件的成型領域，其利用價值也非常高，預計今后存在很大需求。

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　　國外開發出具有80-90％伸長率的高延伸環氧樹脂

　　近期,Master Bond公司開發出一種兩組分環氧體系樹脂——EP40Med樹脂,它兼具韌性和低拉伸模量,同時仍具有較高的搭接剪切強度。

　　這種柔性環氧樹脂具有80-90%的伸長率,1,600-1,800psi的搭接剪切強度和25,000-50,000psi的低拉伸模量。它符合ISO 10993-5測試的要求,因此被認為是無細胞毒性的。該化合物可用于粘合、密封、涂層和封裝。

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　　添加不到1‰，碳纖維強度蹭蹭往上提！《Science Advances》：添加少量石墨烯可大幅度提高碳纖維強度

　　近日，弗吉尼亞大學Xiaodong Li、Adri C. T. van Duin教授研究團隊聯合賓夕法尼亞州立大學Leonid V. Zhigilei教授研究團隊發現加入0.075 wt%的機械剝離石墨烯可以使碳纖維的拉升強度和楊氏模量分別提高225 %和184 %。通過對各種石墨烯含量復合碳纖維的微觀結構和宏觀機械性能進行表征和分析，以及結合計算機模擬的結果，作者發現微量石墨烯對碳纖維機械強度的提高源于以下三個因素：(1) 石墨烯減小了碳纖維內部的孔洞/缺陷尺寸，提高了其完整度；(2) 石墨烯優化了碳纖維前驅體聚丙烯腈(PAN)纖維分子鏈的排列；(3) 石墨烯可以提高碳纖維本體的機械強度。這項研究工作不僅對石墨烯增強碳纖維的機理進行了深入探究，為之后更高強、高模碳纖維的制備提供了理論指導；同時，也為通過微觀結構的調整來制備高性能碳纖維的研究工作提供了很好的思路。這項研究工作以題為“Graphene reinforced carbon fibers”的論文發表在《Science Advances》上。

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　　瑞典科研人員開發出“變形”碳纖維復合材料 可按需改變形狀

　　據外媒New Atlas報道，雖然此前研究人員已開發出“變形 ” 結構材料，但它們通常會加入電磁閥、泵或電機，增加了重量和復雜性。然而現在，科學家們開發出了一種碳纖維復合材料，只需簡單地通電就能改變形狀。

　　這種三層固態材料由瑞典皇家理工學院的一個團隊創造，由兩片摻雜鋰離子的碳纖維組成的三層固態材料，中間夾著一塊固體電解質的薄片。

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　　日本研發無粘結碳纖維增強型塑料加固鋼構件法 可用于汽車等行業

　　據外媒報道，日本豐橋技術科學大學（Toyohashi University of Technology）建筑與土木工程系結構工程實驗室的研究人員研發了一種新概念，可利用無粘結碳纖維增強型塑料（CFRP）層板加固關鍵建筑結構中的鋼，從而提升鋼的屈曲性能。此種方法不要求在應用CFRP之前，先進行表面處理，因為CFRP不會粘結在鋼的表面，只是通過提升鋼的抗彎剛度來提高結構強度。

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　　天大研發“碳纖維超級涂層”　為高空高寒環境下飛機、輸電線路等設備披上“防寒服”

　　天津大學張雷教授團隊利用新型兩親性材料結合光熱碳纖維，研發出一種利用太陽光產熱的“超級涂層”。該涂層性能優異的關鍵在于將可降低冰點的親水材料、低表面材料與光熱碳纖維有機融合，不僅能有效阻止結冰形成，吸收太陽光產熱除冰，還降低了涂層表面的冰附著力，可使積冰在陽光的照射下，僅依靠風力、重力等自然條件輕松去除。相關成果已發表于國際期刊《化學工程雜志》。

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　　NawaStitch新工藝有望使碳纖維復合材料更輕更強

　　法國的Nawa Technologies正在美國開展業務，并將其快速，價格合理的垂直排列碳納米管（VACNT）制造工藝引入新的應用程序：使碳纖維復合材料更堅固。

　　根據N12和現在的Nawa所說，兩層之間的膠水可能是薄弱點，隨著零件彎曲而變差。這可能導致分層，或僅破壞零件的強度。Nawastitch用超強的VACNT陣列增強了環氧樹脂層，因此，Nawa說抗剪強度提高了100倍，抗沖擊性提高了10倍，根本不會發生分層和高速沖擊減少50％的內部損壞。這樣就可以增強復合零件，而無需對常規制造過程進行實質性更改。

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　　科學家找到環氧樹脂固化新方法：這種環氧樹脂可以在通過磁場后就能變硬。

　　新加坡南洋理工大學的科學家們從現有的熱活化環氧樹脂開始，然后將其混合在由錳、鋅和鐵制成的納米顆粒中。當混合物暴露在磁場中時，粒子會升溫從而固化環氧樹脂。整個過程不需要添加催化劑，并且膠水有沒有被任何材料覆蓋都沒有關系。

　　研究人員稱，一克“磁固化粘合劑”可以用200瓦的電磁設備在5分鐘內將其固化，而在此過程中消耗的能量只有16.6W·h。相比之下，同樣數量的傳統熱活化環氧樹脂卻需要在2000瓦的烤箱中加熱一小時，需要消耗2000W·h的能量。更重要的是，據稱鍵的強度跟普通環氧樹脂相似。該技術的潛在應用可能包括航空航天、汽車、體育和醫療產品的制造行業。

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　　上海電力大學《JMCA》:如何簡單有效地原位復合碳纖維和金屬納米顆粒？

　　近，上海電力大學環境與化學工程學院范金辰副教授、徐群杰教授、閔宇霖教授等簡單地將聚合物鏈拆分為單鏈通過靜電吸附金屬陽離子，在隨后的熱解過程中得到三維的碳纖維網絡，并原位生長的氧化錳納米顆粒(MnO@N-CNFs)。它不僅可以作為超級電容器的電極材料，還可以作為鋰硫電池的宿主材料。

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　　肯塔基大學和ORNL合作千萬美元項目：將煤炭轉化為高價值碳纖維

　　據報道，8月20日，肯塔基大學應用能源研究中心和美國能源部（DOE）橡樹嶺實驗室正在合作進行一項耗資1000萬美元的項目，將煤炭轉化為高價值的碳纖維和復合材料。該項目由美國能源部（DOE）化石能源辦公室資助，雙方的合作將使這兩個組織在該領域發揮各自大的專業知識。

　　據UK CAER所說，該項目名為“ C4WARD：碳纖維和復合材料的煤炭轉化”，旨在開發必要的基礎和轉化科學與工程技術，以創建節能高效的工藝來制造具有可調特性的碳纖維。它將解決與煤炭加工，煤炭原料的可變性以及碳纖維生產規模（從實驗室到半生產規模）相關的挑戰。