哈佛大學的科學家們開發出了一種新型“超級纖維”，它不僅像凱夫拉纖維那樣耐沖擊，還可抵御極端的高低溫，阻隔性能是其替代品的20倍。
此前人們已對凱夫拉的性質有較深的了解，尤其是在防彈背心等防護裝備的應用上。但是對于消防、軍事、宇航從業者來說，哈佛開發的新型材料，更是兼顧了優異的隔溫效果。
超越凱夫拉纖維！適用于防彈衣的新型“超級纖維”，兼顧防彈+隔熱！
發布時間：2021-11-23 09:55:39點擊數：6053
據悉，為打造這種耐沖擊性能媲美凱夫拉、但又具有超強隔熱性質的新材料，研究團隊開發出了長而結實又多孔的新型納米纖維，以提升散熱性能并減少擴散。
傳統用纖維
凱夫拉（Kevlar）和特瓦倫（Twaron）是著名的堅韌材料，其保護性能來自于它們的分子結構。對于機械打擊，如防彈背心，材料會呈現出高度有序的結構，從而使其能夠重新分配力量。
資深作者 Kit Parker 在一份聲明中說道，在阿富汗作戰期間親眼見證了防彈衣是如何挽救生命的，也意識到重型防彈衣對士兵行動能力造成的限制。戰場上的士兵需要不斷移動、射擊和展開交流，如果限制了其中一項，都會降低士兵的生存能力、甚至導致任務的失敗。
新型“超級纖維”
通常情況下，由于材料的基本特性，設計用于保護肢體免受極端溫度和伴隨爆炸的致命彈丸的設備一直很困難。強度足以抵御彈道威脅的材料無法抵御極端溫度，反之亦然。而當今的大部分防護裝備是由多層不同的材料組成的，從而導致笨重而沉重的裝備，如果戴在手臂和腿上，將嚴重限制士兵的行動能力。
因此，該團隊將兩種類型的材料合二為一。
保溫材料具有更多的多孔結構，可以最大限度地減少通過的熱量。該團隊通過采用沉浸式旋轉噴氣紡絲平臺（iRJS）合成了一種對位芳綸纖維板。它將對位芳綸纖維沿著氣凝膠的機械載荷方向定向排列。定向的對位芳綸纖維可以有效應對機械應力，而孔狀的網絡結構可以在不損害結構功能的情況下限制熱擴散。
▲工作示意圖
▲隔熱演示
碎裂測試表明，這種無紡織pAFS的防彈性能可以與商業防彈紡織品相媲美。另外，pAFS的導熱系數很低，與市售的對位芳香聚酰胺相比，其隔熱性能提高了20倍。
研究一作 Grant M. Gonzalez解釋稱：通過這項改進，我們已經突破了可能的界限，并朝著新型多功能材料的新方向去發展。
展望未來，新型“超級材料”有望為包括消防員、士兵、宇航員在內的個人，提供在極端環境下更優秀的防護解決方案。
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