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設備與工具美國陸軍一項新的研究表明，用于士兵個人防護裝備的高分子聚合物材料將用于無人機的生產(chǎn)上，填充有碳納米管的聚合物可以有效降低無人機的能量消耗，此項研究成果發(fā)表在4月10日的《聚合物》雜志上，目前已由美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室領導的團隊正在通過計算機建模進行理論研究。
實驗室計算材料科學家葉蓮娜·R·斯洛伯格博士說：我們進行這項研究的動機是，有可能將其作為基質(zhì)材料用于無人機系統(tǒng)的輕質(zhì)復合材料中。聚氨酯是多種用途的通用材料，包括涂料，泡沫和固體彈性體。作為薄膜粘合劑，它們通常用作玻璃層之間的粘合劑，并用作透明玻璃或塑料復合材料中的聚合物背層，例如戰(zhàn)術無人機使用的側窗上的視覺模塊。尤其是高性能嵌段PUU聚合物表現(xiàn)出多種物理和機械性能。在這項研究中，該團隊使用計算機建模來研究材料的性質(zhì)。
陸軍研究人員說，新材料讓無人機系統(tǒng)不易腐蝕，重量輕且具有較高的導電性，例如RQ-7B Shadow。
分層復合材料對于軍用車輛來說是一個有前途的研究領域，因為它們不易腐蝕，從而避免了飛機上的零件過早報廢。氨基甲酸酯比傳統(tǒng)的熱固性復合材料相比彈性要好的多，并且可以提供無與倫比的材料結構控制。碳納米管/聚合物復合材料具有令人滿意的電學和熱學特性，表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)纖維材料的性能。目前需要對這些材料中的分子級相互作用的性質(zhì)有更深入的了解，以增強其可以承受的最大應力水平并調(diào)整能量耗散機制。納米填料的化學改性是很重要的，通常會通過改變其結構和化學性質(zhì)來降低其性能。
該研究小組的結果證明：在沒有任何填料表面改性的情況下，將排列的碳納米管并入到基質(zhì)中以及界面上的分層PUU聚合物的微觀結構優(yōu)化的有效性。這表明，聚（氨基甲酸酯-脲）對碳納米管的高親和力的存在將導致一種新穎的綠色合成途徑，而無需任何納米管的表面功能化即可制造碳納米管增強的聚（氨基甲酸酯-脲）納米復合材料。
未來的軍用無人機可能會看到其結構材料的改進，因為它們比傳統(tǒng)的彈性體更不易腐蝕，重量輕且具有更高的導電性。這些材料還顯示出巨大的潛力，可以保護車輛免受靜電累積，放電和雷擊的影響。在某些軍用飛機，例如陸軍直升機，必須承受強烈的振動和疲勞，這些材料的導電特性可能導致前所未有的多功能性，并具有通過嵌入式應變感應和損壞監(jiān)測進行實時結構健康監(jiān)測的潛力，從而可以安全地進行并準確評估車輛部件的剩余壽命。
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