納米碳纖維在緊急情況下的工作能力表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
優(yōu)異的力學(xué)性能:納米碳纖維具有高強(qiáng)度和高模量的特性,這使得它們?cè)谑艿礁邞?yīng)變率或彈道沖擊時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)異的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和抗沖擊性能
例如,北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功制備出一種動(dòng)態(tài)強(qiáng)度高達(dá)14GPa的碳納米管纖維,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)已有高性能纖維的性能
抗沖擊損傷能力:在多尺度復(fù)合材料中,納米碳纖維的加入增強(qiáng)了纖維和基體間的界面強(qiáng)度,改善了層合板中的應(yīng)力分布,具有抗沖擊損傷、抗分層等優(yōu)異的力學(xué)性能
應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng):隨著拉伸速度的提高,納米碳纖維的韌脆失效模式會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變,展現(xiàn)出顯著的應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)。在高應(yīng)變率加載下,纖維的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度達(dá)到14GPa,遠(yuǎn)高于其他高性能纖維
能量耗散能力:在模擬彈道沖擊加載下,納米碳纖維的比能量耗散功率達(dá)到(8.7±1.0)×10^13mkg^-1s^-1,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)防彈纖維,這表明該纖維在沖擊防護(hù)領(lǐng)域具有的應(yīng)用潛力
耐火性和穩(wěn)定性:基于生物質(zhì)的納米碳纖維火災(zāi)傳感器具有優(yōu)異的耐火性、穩(wěn)定性和火焰靈敏度,響應(yīng)時(shí)間為2秒,適用于火災(zāi)預(yù)警傳感器
自供電火災(zāi)預(yù)測(cè)系統(tǒng):提出了一種基于納米級(jí)碳纖維的自供電火災(zāi)預(yù)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)集成了傳感、發(fā)電和儲(chǔ)能功能,適用于緊急情況下的能源供應(yīng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)