南阿拉巴马大学和 MHP 就塑料复合材料开展研究合作
南阿拉巴马大学（亚特兰大）的 Kuang-Ting Hsiao 教授团队最近开发了 ZT-CFRP，这是一种创新的塑料复合材料，富含纳米粒子并用碳纤维增强，最初由 NASA 支持。在美国国家科学基金会 (NSF) 的资助下，该大学建立了研究合作伙伴关系，以充分发挥先进复合材料的潜力，确保 ZT-CFRP 能够迅速推向更广阔的市场。
除了南阿拉巴马大学之外，来自不同领域的五家公司也参与了合作，包括 MHP（美国乔治亚州亚特兰大）、保时捷赛车运动（美国加利福尼亚州）、UST Mamiya（德克萨斯州沃思堡） ，美国）、Hexcel Corp.（美国康涅狄格州斯坦福德）和 Toray Composite Materials America（美国华盛顿州塔科马）。据报道，MHP 将通过与大学密切合作来支持 ZT-CFRP 卷对卷生产工艺的设计，从而在这种合作中发挥关键作用，这将使大量的材料能够以低成本生产。该项目旨在到2024年将ZT-CFRP推向市场。
“我们的同事 Sebastian Kirmse 博士在南阿拉巴马大学撰写了他的论文，在此期间，他参与了这种令人兴奋的新型复合材料的研究，”MHP 美洲公司总裁兼首席执行官 Tobias Hoffmeister 解释道。“当 Sebastian 于 2020 年初加入 MHP 时，他向我们介绍了这项新技术并让我们参与其中。我们从一开始就确信复合材料具有相当大的潜力。”
这种塑料复合材料富含特定定向的纳米粒子并用碳纤维增强，据说具有许多特性，使其在该组中的其他复合材料中脱颖而出。碳纳米纤维以锯齿形排列在传统碳纤维之间，产生一种织物，其中机械、电和热载荷分布在复合材料内的各个方向，显着提高了材料的导电性（尤其是与纤维方向正交）。该大学指出，这意味着 ZT-CFRP 不仅比铝更轻，比钢更坚韧，而且与传统的碳纤维增强塑料 (CFRP) 相比，它也明显更不易受到机械力的影响，例如冲击损坏。
ZT-CFRP 将以预浸料卷和树脂薄膜的形式提供，可用于优化传统的预浸料材料或将两种材料粘合在一起，以提高机械、热和电连接以及耐用性。
据说 ZT-CFRP 还开辟了广泛的潜在应用，从汽车到太空，再到高尔夫等运动。 “例如，对于汽车，我们不断努力保证乘客的高度安全，同时努力减轻重量，从而减少能源消耗，”塞巴斯蒂安·科姆斯博士解释说。 “ZT-CFRP 可以取代铝成为底盘的首选材料。这对于传统的碳纤维增强塑料来说是不可能的，尤其是对于暴露在增加的热负荷下的部件。”新的复合材料也可以以类似的方式用于航天器。此外，预计高尔夫球杆会因这种材料而变得更轻、更强大。 Sebastian Kirmse 博士进一步指出，由于其多功能特性，该材料需要扩展可能的应用范围，将在项目期间与合作伙伴合作进行探索。
纤维