南达科他矿业学院学子凭轻量化复合材料设计夺全国桥梁大赛亚军
南达科他矿业技术学院(美国南达科他州拉皮德城)8月14日宣布，学生团队在材料与工艺工程促进会(SAMPE, 美国加州钻石吧)2018学生桥梁大赛中获亚军，设计桥梁重仅12.5盎司却能承载2000磅载荷。
学生利用矿业学院复合材料与纳米复合材料先进制造中心(CNAM)及复合材料与聚合物工程(CAPE)实验室研究团队发明的专有复合片材设计桥梁。将独特CNAM材料——不连续纤维热塑性片材(DiFTS)——按合适厚度比粘接至轻量蜂窝芯材上下表面，学生成功设计层压夹层结构性能满足比赛载荷要求，同时保持极低整体密度。DiFTS材料将短切回收碳纤维嵌入热塑性基体，通过均匀纤维分布、显著纤维取向、有效纤维长度保持和彻底纤维包覆，以低成本工艺实现高性能特性。
“CNAM开发的非超级材料，而是低成本、高性能、环境可持续复合材料，可明确工程化满足苛刻承载要求，且极具竞争力对标传统高成本碳纤维复合材料，”团队导师、CNAM中心和CAPE实验室主任David Salem教授博士说。
南矿桥梁团队成员：数学与机械工程高年级Matthew Phillips；纳米科学与工程博士生Schmid；材料工程与科学博士生Krishnan Veluswamy，亦获2018 SAMPE国际大学领袖体验奖。“令人振奋这座桥用矿业学院自研材料制造，”Veluswamy说。“此类材料跨运动器材、汽车、飞机等领域有工业应用潜力，因其坚固、轻量、制造低成本。”
姊妹中心——CNAM生物材料中心(CNAM-Bio)——近期在南矿成立，研究植物基可降解塑料、天然生物纤维和生物复合材料，未来可与该技术融合，进一步提升DiFTS环境可持续性。
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