南阿拉巴馬大學(亞特蘭大)的蕭光庭教授小組最近開發(fā)出了ZT-CFRP，這是一種富含納米粒子并以碳纖維增強的創(chuàng)新塑料復合材料，最初得到了美國國家航空航天局的支持。在美國國家科學基金會(NSF)的資助下，該大學建立了研究合作關(guān)系，以充分挖掘這種先進復合材料提供的潛力，確保ZT-CFRP能夠迅速進入更廣泛的市場。
除南阿拉巴馬大學外，還有來自不同領(lǐng)域的五家公司參與了此次合作，包括MHP（美國亞特蘭大州亞特蘭大市）、Porsche Motorsports（美國加利福尼亞州）、UST Mamiya（美國德克薩斯州沃斯堡）、Hexcel Corp. (美國康涅狄格州斯坦福)和東麗復合材料美國公司(美國華盛頓州塔科馬)。據(jù)報道，MHP公司將在此次合作中發(fā)揮關(guān)鍵作用，與該大學密切合作，支持ZT-CFRP的卷對卷生產(chǎn)工藝的設(shè)計，這將使該材料能夠以低成本大量生產(chǎn)。該項目旨在2024年將ZT-CFRP推向市場。

“我們的同事Sebastian Kirmse博士在南阿拉巴馬大學撰寫了他的論文，在此期間，他參與了這種新型、令人興奮的復合材料的研究，”MHP美洲公司總裁兼首席執(zhí)行官Tobias Hoffmeister解釋說。”當Sebastian在2020年初加入MHP公司時，他向我們通報了這項新技術(shù)，并讓我們參與其中。我們從一開始就確信，復合材料具有相當大的潛力。”

據(jù)悉，這種富含特定取向納米顆粒并以碳纖維增強的塑料復合材料具有許多特性，使其在該類復合材料中脫穎而出。碳納米纖維以之字形穿插在傳統(tǒng)的碳纖維之間，產(chǎn)生了一種織物，在這種織物中，機械、電和熱負荷分布在復合材料內(nèi)部的各個方向，顯著提高了材料的導電性能（尤其是與纖維方向正交）。該大學指出，這意味著ZT-CFRP不僅比鋁更輕，比鋼更堅韌，它還比傳統(tǒng)的碳纖維增強塑料(CFRPs)更不容易受到機械力的影響，如沖擊損傷。

ZT-CFRP將以預浸料卷的形式和樹脂薄膜的形式提供，可用于優(yōu)化傳統(tǒng)預浸料，或?qū)煞N材料粘合連接，提高機械、熱和電氣連接和耐久性。

據(jù)悉，ZT-CFRP還將開啟廣泛的潛在應(yīng)用，從汽車，到航天，再到高爾夫等運動領(lǐng)域。”以汽車為例，我們一直在努力保證乘客的高安全性，同時，努力減輕重量，從而降低能耗。”Sebastian Kirmse博士解釋說。”ZT-FRP可以取代鋁作為底盤的首選材料。這在傳統(tǒng)的碳纖維增強塑料中是不可能實現(xiàn)的，特別是對于暴露在增加的熱負荷下的部件。” 這種新型復合材料也可以以類似的方式用于航天器。此外，使用這種材料的高爾夫球桿有望變得更輕、更有力。塞巴斯蒂安-克爾姆斯博士進一步指出，由于其多功能的特性，該材料帶來了更多可能的應(yīng)用范圍，將在項目期間與合作伙伴合作進行探索。