SEM-bilder som visar nanotrådsarrayerna i T-shirt-tyget, och diagram som visar tvärsnittet av kolmikrofibren belagd med borkarbid-nanotrådar. Bild (c) Avancerat material
(PhysOrg.com)-En enkel bomullst-shirt kan en dag förvandlas till hårdare, bekvämare kroppspansar för soldater eller poliser.
Forskare vid University of South Carolina, samarbetar med andra från Kina och Schweiz, ökade drastiskt segheten i en T -shirt genom att kombinera kolet i skjortans bomull med bor - det tredje hårdaste materialet på jorden. Resultatet är en lätt skjorta förstärkt med borkarbid, samma material som används för att skydda tankar.
Dr Xiaodong Li, USC College of Engineering and Computing Distinguished Professor in Mechanical Engineering, medförfattare till den senaste artikeln om forskningen i tidskriften, Avancerade material .
”USC spelar en ledande roll på detta område. Detta är ett verkligt genombrott, ”Li sa, kallar forskningen ”en konceptuell förändring när det gäller tillverkning av lätta, bränsleeffektiva, superstarka och ultratuffa material. Denna banbrytande nya studie öppnar möjligheter utan motstycke. ”
Forskarna började med vanligt, vita T-shirts som skärs i tunna remsor och doppades i en borlösning. Remsorna avlägsnades senare från lösningen och värmdes i en ugn. Värmen förändrar bomullsfibrerna till kolfibrer, som reagerar med borlösningen och producerar borkarbid.
Resultatet är ett tyg som är lätt men tuffare och styvare än den ursprungliga T-shirten, men ändå tillräckligt flexibel så att den kan böjas, sa Li, som ledde gruppen från USC. Den flexibiliteten är en förbättring jämfört med de tunga borkarbidplattorna som används i skottsäkra västar och kroppspansar.
”Det för närvarande använda borkarbidmaterialet är sprött, ”Sa Li. ”Borkarbid-nanotrådarna som vi syntetiserade behåller samma styrka och styvhet som bulkborkarbiden men har superelasticitet. De är inte bara lätta utan också flexibla. Vi borde kunna tillverka mycket tuffare kroppspansar med denna nya teknik. Det kan till och med användas för att producera lätt, bränsleeffektiva bilar och flygplan. ”
Den resulterande borkarbidväven kan också blockera nästan alla ultravioletta strålar, Sa Li.