据外媒报道，威奇托州立大学（Wichita State University）研究团队开发出新型纳米复合材料，可明显提高轻量化结构的强度、耐用性、多功能性和性能，以用于航空航天、汽车、船舶、风力涡轮机叶片、石油和天然气、生物医学和其他高需求行业。

（图片来源：威奇托州立大学）

该团队由威奇托州立大学工程学院机械工程系副教授Davood Askari博士领导。在这项研究中，研究人员创造了一种化学功能化螺旋碳纳米管（HCNT）工艺，从而制备出机械性能显著增强且具备多功能特性的纳米复合材料。

这些专利待审材料提供了可扩展解决方案，以应对复合材料设计中最持久的挑战之一——层间粘合薄弱（weak interlaminar bonding）。这项新技术可用于增强复合材料的厚度方向性能，提高复合组件中粘接接头的性能，并改善受损复合材料部件的修复和愈合能力。

Askari表示：“传统复合材料经常出现层间剥离和粘结不良的问题。这项技术通过增强纳米尺度下组件间的互锁作用（interlocking），进而从结构层面实现材料强化。这意味着飞机和汽车部件将变得更强韧，并且防护装备更具弹性。”

与直管型碳纳米管不同，HCNT具有螺旋结构，可在树脂基体内部及复合材料使用的传统微纤维增强体之间形成机械互锁。通过一系列化学功能化技术（包括可控酸处理和专有加工工艺），该团队成功实现了这类纳米管在环氧树脂中的高效分散，即使在超低重量百分比条件下，也能提高抗拉强度、断裂韧性、模量、失效应变和硬度等。

Askari表示：“这种纳米复合材料技术可助力实现具有优化性能（机械、电和热）的轻量化材料。该工艺可与现有制造技术兼容，因此具有规模化生产和跨行业应用的优势。”

目前该团队正在与行业伙伴合作评估新材料，以将其用于航空航天结构和其他高性能应用。该创新技术受两项专利保护，涉及螺旋纳米管功能化和创建互锁纳米复合结构。

Askari表示：“归根结底，这关乎可靠性。无论是航天器、潜艇还是医疗设备设计，这些材料更坚固且更轻，有潜力在安全、效率和成本方面产生巨大影响。”