图片来源:阿贾扬研究小组/赖斯大学
为了承受下一代火箭发动机的高温和压力，用于制造它们的复合纤维应该是模糊的。
米饭大学实验室科学家科学家普利克尔Ajayan与NASA合作开发了“模糊纤维”的碳化硅，如魔术贴，并站在航空航天应用中材料经验的惩罚。
纤维强化复合材料，用于高级火箭发动机，必须承受高达1,600摄氏度的温度（2,912华氏度）。现在正在开发的火箭中的陶瓷复合材料使用碳化硅纤维来加强材料，但在暴露于氧气时它们可以裂开或变脆。
莱斯实验室将碳化硅纳米管和纳米线嵌入NASA的纤维表面。纤维暴露的部分是卷曲的，就像让尼龙搭扣如此值钱的钩子和环一样——但是在纳米尺度上。
结果，据领导研究员Amelia Hart，一名稻米毕业生和Chandra Sekhar Tiwary，米博士后助理，纤维纠结的互锁连接非常强大;这不仅使得复合材料不太容易发生裂缝，而且还密封它以防止氧气改变纤维的化学成分。
这项工作详述于美国化学学会期刊应用材料和界面．
这项工作开始了哈特，他们一直在研究陶瓷羊毛上的碳纳米管的成长，梅德尔·米德尔（Michael Meador）遇到米歇尔·米德尔（Michael Meador），然后是NASA的Glenn Research Center，克利夫兰的科学家，在Teachoff接待处进行大米材料科学和纳米工程部门。（Meador现在是NASA游戏改变技术计划的纳米技术项目经理。）
这让她获得了克利夫兰的奖学金，并有机会将她的想法与NASA研究工程师、论文合著者珍妮特·赫斯特(Janet Hurst)的想法结合起来。
哈特说:“她正在部分地将碳化硅从碳纳米管转化成碳化硅。“我们利用她的配方和我的能力来生长纳米管，并找到了制造新复合材料的方法。”
回到米饭中，哈特和她的同事通过首先在铁催化剂中沐浴碳化硅纤维然后使用水辅助化学气相沉积，这是一部分在米饭中开发的过程，将碳纳米管的地毯直接嵌入碳纳米管的过程中表面。这些成为最终产品的模板。然后在高温下在硅纳米粉末中加热纤维，将碳纳米管转化为碳化硅“模糊”。
研究人员希望他们的模糊纤维将升级强大的轻型和耐热碳化硅纤维，当陶瓷复合材料时，正在测试鲁棒喷嘴和火箭发动机中的其他部件。
“他们已经使用的碳化硅纤维可以稳定到1600摄氏度，”Tiwary说。“所以我们相信，通过连接碳化硅纳米管和电线来增加强度，将使其更加尖端。”
HART说，新材料还应该使整个涡轮发动机明显更轻。
“在它们使用碳化硅复合材料之前，许多发动机零件由镍高温合金制成，必须包含冷却系统，这增加了整个东西的重量，”她说。“通过切换到陶瓷矩阵复合材料，它们可以取出冷却系统并转到更高的温度。我们的材料将允许创建更大，更长持久的涡轮喷气发动机，其比以往任何时候都更高的温度。“
研究人员报告说，摩擦和压缩测试表明，移动碳化硅纳米管和导线所需的横向力比滑动通过普通纳米管或未增强纤维所需的力要大得多。纳米压头的高度压缩也能使它们很容易地反弹回来，这显示了它们在较长时间内抵抗分解的能力。
对纤维耐热性能的测试显示，普通碳纳米管从纤维上燃烧掉，但碳化硅纳米管很容易抵抗高达1000°C的温度。
哈特说，下一步将是将她的转换技术应用于其他碳纳米材料，以创造独特的三维材料，用于其他用途。
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