《高強度新型碳納米管纖維研制成功》練習題

2021-06-15 試題

　　高強度新型碳納米管纖維研制成功

　　英國劍橋大學材料科學教授阿蘭·魏德爾與美國陸軍士兵研究開發中心的研究人員共同研制出一種新型碳納米管纖維。該碳納米管纖維上最脆弱的地方也需要1吉帕斯卡的應力才能折斷，強度足以與鋼鐵相媲美。

　　碳納米管是一種棉線狀的碳分子，帶有僅一個原子厚度的壁。雖然它們具有非常強的導電性能，但可靠性難以保證。為了制作這種超強纖維，魏德爾在熱爐中將碳汽化，然后吹出一股碳納米管流。當這些碳納米管在空中被捕獲并圍繞一個軸旋轉時，就會形成一根由數十億個分子組成的纖維，而這些分子沿著碳納米管緊密排列在一起。

　　研究人員認為，強度的改善主要取決于纏繞速度，以便將碳納米管更好地排列成線以及更緊密地包裹起來。研究人員通過調節爐溫和調整纏繞速度優化制作工藝，制作出的纖維強度較其他小組制作的要高出0.3倍。為了使制作的纖維密度更大，他們還在制作工藝中增加了一個步驟，讓纖維通過丙酮氣體。丙酮氣體可在纖維上凝結成一層液體，由于表面張力效應將納米管拉在一起，從而增強纖維強度。

　　新碳納米纖維一般要在施以大約6吉帕斯卡的應力時才發生斷裂，強度要高于制造防彈背心的常用材料芳綸，而且可與兩種最高強度的商業材料基綸和迪尼瑪相抗衡。目前，研究人員已制作出一根單獨的超強碳納米管纖維，可承受9吉帕斯卡的應力，表現出具有無與倫比的超強性能，而用別的方法制作的碳納米管纖維最多可承受3吉帕斯卡的應力。

　　魏德爾目前能制作出的'最好纖維長度僅為1毫米，這主要是因為纖維越長，包含的細微碳顆粒和其他缺陷就越有可能削弱它的強度。即便調節制作工藝，如調整纏繞速度和利用丙酮方法，都不能改變這些碳素顆粒，因此必須回到化學合成的方法來解決這類問題。研究人員稱，這種纖維最具前景的應用也許是制作防彈衣和開采油氣鉆頭。

　�。ā犊萍既請蟆�2007年11月23日）

　　6．下列對新型碳納米管纖維的解說，錯誤的一項是

　　A．新型碳納米管纖維是一種棉線狀碳分子，它只有一個原子的厚度。

　　B．新型碳納米管纖維是由數十億個沿著碳納米管緊密排列在一起的分子組成的纖維。

　　C．新型碳納米管纖維是一種導電性能強、承受應力強的新型纖維。

　　D．新型碳納米管纖維是通過調節爐溫、調整纏繞速度等增強了強度的一種新型纖維。

　　7．下列說法不屬于新型碳納米管纖維制作工藝的一項是

　　A．調節爐溫，使碳在熱爐中汽化，吹出碳納米管流。

　　B．調整纏繞速度，將碳納米管排列成線并緊密地包裹起來。

　　C．纖維通過丙酮氣體時，丙酮在纖維上凝結成液體，通過表面張力將納米管拉在一起。

　　D．用化學合成的方法改變細微碳素顆粒，增強纖維強度。

　　8．下列說法不符合文章內容的一項是