“人造蜘蛛丝”将用于飞机制造?新型材料更环保

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现如今时代不断变迁,航空工业需要顺应时代的发展,飞机的制造也必须走上新的道路,其第一步就体现在制造材料的转变。

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2018年9月12日,德国的AMsilk公司宣布与空中客车公司达成合作。AMsilk表示几年前就已与空客公司洽谈,因为他们开始考虑如何将生物纤维嵌入特殊树脂材料中,以制造出一种高性能材料应用于飞机制造,这种新型材料也就是俗称的“人造蛛丝”。

新型制造材料的初期探索

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客机A350

为了降低飞机的重量,降低燃油成本,很多飞机制造商包括空客公司,都逐渐将制造材料由钢铁和其他金属,转向碳纤维复合材料。但是碳纤维的缺点在于,当飞机的体型变大,它们的耐受性变低、不再灵活,并且它难以回收再利用。所以航空制造领域一直致力于寻找一种更契合需求的新型的材料,于是“人造蛛丝”走进了人们的视线。

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碳纤维纺织品

与碳纤维相比,这种被称为“人造蜘蛛丝”的生物钢纤维更具有延展性,柔韧度与高强度并存,碳纤维虽然也有轻盈的体积,但是易碎且不易弯曲。

该公司称,用铅笔粗细的蜘蛛丝纤维织成的网,可以承住一架重达200吨的A350宽体客机。显而易见,生物钢纤维更有利于推动飞机构造方面的创新。

飞机与“人造蜘蛛丝”

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基于自然界的蜘蛛丝性质和性能,这家公司研究制造出这种生物钢纤维(BIOSTEEL  FIBER)。当这种生物钢纤维应用到飞机制造上,就体现出了它高强度、高弹性的优点,它将会使飞机更加轻质,且具有高性能。

从外部来说,生物钢纤维嵌入了特殊树脂材料,使飞机的外壳更加坚不可摧,撞击飞机的物体造成的影响将会大大减小,它可以任意弯曲却不失去力度,其柔韧性和高强度可以集成到机舱外部一些易受碎片或鸟类撞击的部位,从而对飞机进行全方位的保护。AMsilk这样描述:“你可以把他比作钢铁一般,因为制造汽车和制造战舰的材料是不同的,所以我们正在研发可以打造‘钢铁战舰’的蜘蛛丝。”

从机舱内部来说,随着人们的航空旅行次数增加,也会有越来越多的人考虑到机舱内的卫生标准问题。所以蜘蛛丝的抗菌特性在这里就得到很好的体现,空客的创新经理Detlev Konigorski采访中笑说, “尽管它不含抗生素,但细菌不论出于什么原因都不会喜欢蜘蛛丝的。”

更环保的航空工业

飞机作为人们出行的主要交通工具之一,航空运输的需求也在逐年攀升。世界旅游业协会预计,到2020年将有15亿人次参与国际间旅行,而飞机是他们最重要的交通工具。这也使得航空工业成为导致气候变化速度加快的最主要因素,其所带来的污染也使地球环境不堪重负。

早先使用的碳纤维复合材料难以回收再利用,而生物钢纤维则可以100%生物降解,并且它的质地更轻,使得飞机的耗能更少,从而减少了燃油使用,以达到节能减排的目的,环境压力大大减轻,航空工业带来的污染的速度也得到控制。

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其实在用于航空制造之前,这种技术已经广泛应用于服装、医疗、汽车制造等。它最引起热议的项目,是运用biosteel技术与adidas合作生产出一款可降解运动鞋,网友们纷纷开玩笑表示以后“直播吃鞋”可以实现了。

将该技术从服装、医疗领域转向航空制造,可谓是一个艰难而又巨大的跨越。材料与技术的融合需要过程,所以生物钢铁真正可以应用于飞机制造的时间尚不确切,但是航空制造业使用更具有可持续性材料的计划已经提上日程,两家公司都希望这种由生物钢纤维和树脂制成的复合材料能于2019年尽快面世。

如今飞机制造走进了新的领域,延续传统优势的情况下,有更卓越的突破。相信在不久的将来,我们会看到更新型、更高性能的飞机翱翔于蓝天。

专栏作者

责任编辑:臧航

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