口罩的关键材料_新研发的碳纳米管是制造下一代超音速飞机隔热板的关键材料

佛罗里达州立大学高性能材料研究所的一组科学家正在使用先进的纳米材料制造轻质隔热屏，能够承受高超音速飞行的热量。这种新的实验性保护罩是基于被称为“布基纸”的碳纳米管薄片，可以制成非常薄和柔软的蒙皮，可以应用于超音速飞机机身，以提供保护和支持。

对于以比大气中声速高五倍的速度运行的飞机和航天器，必须配备隔热罩，以避免严重损坏。当许多航空航天设计越来越依赖碳复合材料时，这一点尤其正确，碳复合材料提供了强度和便携性，但易受高温影响。

酚醛塑料隔热屏从20世纪50年代就已经存在。这些被称为烧蚀防热罩，通过分层燃烧和带走多余的热量来保护返回的航天器。不幸的是，这些防护罩体积庞大，不灵活，必须在一次使用后更换。20世纪70年代，美国航天飞机使用陶瓷隔热屏，吸收并再辐射热量来保护航天器。这些陶瓷层可以重复使用，但它们仍然很大、很硬而且易碎。

作为替代方案，佛罗里达州研究小组正在研究将碳纳米管(比人类头发薄50，000倍的管状碳分子)压制成薄片的布基纸。当被压缩成多层时，纸的重量比钢轻10倍，但它的强度是钢的500倍。

为了制造这种隔热板，胶木纸需要浸泡在酚醛树脂中以形成轻质材料。它非常薄，但强度很高，可以帮助支撑飞机的结构。进行火焰测试时，原纸样品可以在高达1900°C(3450°F)的温度下平稳地从屏蔽层下的基层散热，同时保持最高的强度和柔韧性。