據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月31日（北京時間）報道，美國科學(xué)家日前首次制造出碳納米管增強聚氨酯風(fēng)電葉片。與傳統(tǒng)材料相比，該材料重量輕、強度大、耐久性好，有望成為制造下一代風(fēng)力發(fā)電機葉片的理想材料。
為了實現(xiàn)進一步擴大風(fēng)力發(fā)電規(guī)模，更有效地利用風(fēng)電資源，不少工程師和科學(xué)家都在致力于制造出更好的風(fēng)電葉片以提高風(fēng)力渦輪機的效率。按說只要增大葉片面積就能捕獲更多的風(fēng)能，但事情并非這么簡單。如果葉片過重，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動就需要更大的風(fēng)力，這意味著更多的風(fēng)力被浪費在了推動轉(zhuǎn)子上而非發(fā)電。因此，更輕、更大、更結(jié)實耐用的葉片才是最佳選擇。
為此，美國凱斯西儲大學(xué)高分子科學(xué)和工程系博士后瑪希爾·洛斯與其合作者制造出了這種碳納米管增強聚氨酯風(fēng)葉。
機械性能測試表明，這種碳納米管增強聚氨酯材料優(yōu)于目前在風(fēng)電葉片制造中所采用的樹脂材料。通過對比，研究人員發(fā)現(xiàn)新材料每單位體積的重量要輕于碳纖維材料和鋁，而在抗張強度上是碳纖維材料的5倍和鋁的60倍。
在抗疲勞測試中，這種增強聚氨酯復(fù)合材料葉片的壽命比玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂材料長8倍。同時其斷裂韌性也要優(yōu)于玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂。
此外，在與另一種制造風(fēng)電葉片中常用的材料——玻璃纖維增強乙烯基酯樹脂的對比實驗中，碳納米管增強聚氨酯在每項測試中也都獲得了完勝。
研究人員稱，該項目現(xiàn)仍處于測試階段，目前一切運作正常。下一步，他們的團隊將進一步對該復(fù)合材料中碳納米管的分散性作測試，以使該材料達到最佳性能。這種碳納米管增強聚氨酯風(fēng)葉將會被首先安裝在一臺400瓦的風(fēng)力渦輪發(fā)電機上進行測試。
凱斯西儲大學(xué)教授伊卡·瑪納斯·茲洛佐韋爾稱，這種復(fù)合材料有望成為下一代風(fēng)電葉片的理想材料，并為整個風(fēng)電行業(yè)帶來新的機遇。
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