凱夫拉的案例
軍用材料做手機(jī)后蓋 這家公司想拿手機(jī)擋子彈嗎？
材料人和軍事迷肯定聽說過凱夫拉和碳纖維這兩種材料。
凱夫拉的強(qiáng)度為同等質(zhì)量鋼鐵的5倍,密度僅為其五分之一，還具備韌性好、耐高溫、易于加工和成型的優(yōu)點(diǎn)。它刀槍不入，其復(fù)合材料廣泛應(yīng)用在坦克、裝甲車、防彈衣等軍用物資上，被稱為“裝甲衛(wèi)士”。
碳纖維則被譽(yù)為“黑色黃金”。“外柔內(nèi)剛”的碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。
二者都屬于軍用材料，那如果應(yīng)用在手機(jī)上，會(huì)怎樣？
東莞市四維復(fù)合材料制品有限公司（以下簡(jiǎn)稱“四維復(fù)材”）就正在做這件事?！皬?fù)合材料在航空航天、軍事、能源、汽車、機(jī)械等很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，四維自成立起就致力于將凱夫拉、碳纖維等航天、軍工材料與天然竹木皮、貝殼等材料復(fù)合、成型，將技術(shù)轉(zhuǎn)為民用。我們也是國(guó)內(nèi)第一批做軍轉(zhuǎn)民技術(shù)的企業(yè)之一?！彼木S復(fù)材總經(jīng)理李勇在接受新材料在線?專訪時(shí)介紹道。
復(fù)材輕便堅(jiān)韌 可優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
在外殼上，大多數(shù)手機(jī)廠商采用金屬、玻璃、陶瓷等主流材料。
在李勇看來，3D玻璃雖然比較火熱，但確實(shí)存在著容易摔裂、摔碎的問題，成本也較高。如果將復(fù)合材料運(yùn)用在手機(jī)上，可以兼容各種材料的優(yōu)點(diǎn)于一身，如使用凱夫拉或碳纖維等制成蓋板，一是可以讓手機(jī)重量下降，更利于使用者隨身攜帶；二是強(qiáng)度大，能更好地保護(hù)手機(jī)；三則是這些復(fù)材都屬于環(huán)保材料，符合國(guó)家各類生產(chǎn)要求。
“玻璃、陶瓷等被新材料、復(fù)合材料漸漸取代，是各行各業(yè)的未來趨勢(shì)?！崩钣卤硎尽?之前，摩托羅拉曾使用凱夫拉制造手機(jī)電池后蓋。對(duì)于CMF和設(shè)計(jì)師而言，碳纖維和凱夫拉等材料可以更大程度地優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，讓產(chǎn)品具備更大的創(chuàng)造空間。
展開 全世界70%防彈衣是"中國(guó)制造"！這些防彈材料你都知道嗎？
凱夫拉(Kevlar)
70年代初，一種具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫的合成纖維——凱夫拉(Kevlar)由美國(guó)杜邦(DuPont)公司研制成功，并很快在防彈領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
這種高性能纖維的出現(xiàn)使柔軟的紡織物防彈衣性能大為提高，同時(shí)也在很大程度上改善了防彈衣的舒適性。美軍率先使用Kevlar制作防彈衣，并研制了輕重兩種型號(hào)。新防彈衣以Kevlar纖維織物為主體材料，以防彈尼龍布作封套。其中輕型防彈衣由6層Kevlar織物構(gòu)成，中號(hào)重量為3.83千克。相比尼龍和玻璃纖維防彈衣，重量減輕50%；在單位面積質(zhì)量相同的情況下，其防護(hù)力至少可增加1倍，并且具有很好的柔韌性。
“Kevlar”（凱夫拉）是商標(biāo)名，實(shí)際材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，它是屬于一種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子。這種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子結(jié)構(gòu)，可以在濃溶液中形成高度有序的相疇，在紡絲定向拉伸時(shí)，相疇沿著剪切方向形成幾乎完美的分子取向，而賦予凱夫拉纖維極高的強(qiáng)度和模量。
超高分子量聚乙烯纖維UHMWPE
超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）是由相對(duì)分子質(zhì)量在100萬到500萬的聚乙烯紡成的纖維，是目前世界上強(qiáng)度最高與比重最輕的纖維，其強(qiáng)度比鋼絲高15倍，但是很輕，最多可比芳綸等材料輕40%。
在國(guó)防軍需裝備方面，由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。
它具有輕柔的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為占領(lǐng)美國(guó)防彈背心市場(chǎng)的主要纖維。另外超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值U/p是鋼的10倍，是玻璃纖維和芳綸的2倍多。
展開 中國(guó)制造之防彈材料
凱夫拉(Kevlar)
70年代初，一種具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫的合成纖維——凱夫拉(Kevlar)由美國(guó)杜邦(DuPont)公司研制成功，并很快在防彈領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
這種高性能纖維的出現(xiàn)使柔軟的紡織物防彈衣性能大為提高，同時(shí)也在很大程度上改善了防彈衣的舒適性。美軍率先使用Kevlar制作防彈衣，并研制了輕重兩種型號(hào)。新防彈衣以Kevlar纖維織物為主體材料，以防彈尼龍布作封套。其中輕型防彈衣由6層Kevlar織物構(gòu)成，中號(hào)重量為3.83千克。相比尼龍和玻璃纖維防彈衣，重量減輕50%；在單位面積質(zhì)量相同的情況下，其防護(hù)力至少可增加1倍，并且具有很好的柔韌性。
“Kevlar”（凱夫拉）是商標(biāo)名，實(shí)際材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，它是屬于一種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子。這種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子結(jié)構(gòu)，可以在濃溶液中形成高度有序的相疇，在紡絲定向拉伸時(shí)，相疇沿著剪切方向形成幾乎完美的分子取向，而賦予凱夫拉纖維極高的強(qiáng)度和模量。
超高分子量聚乙烯纖維UHMWPE
超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）是由相對(duì)分子質(zhì)量在100萬到500萬的聚乙烯紡成的纖維，是目前世界上強(qiáng)度最高與比重最輕的纖維，其強(qiáng)度比鋼絲高15倍，但是很輕，最多可比芳綸等材料輕40%。
在國(guó)防軍需裝備方面，由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。
它具有輕柔的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為占領(lǐng)美國(guó)防彈背心市場(chǎng)的主要纖維。另外超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值U/p是鋼的10倍，是玻璃纖維和芳綸的2倍多。國(guó)外用該纖維增強(qiáng)的樹脂復(fù)合材料制成的防彈、防暴頭盔已成為鋼盔和芳綸增強(qiáng)的復(fù)合材料頭盔的替代品。
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凱夫拉(Kevlar)
70年代初，一種具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫的合成纖維——凱夫拉(Kevlar)由美國(guó)杜邦(DuPont)公司研制成功，并很快在防彈領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
這種高性能纖維的出現(xiàn)使柔軟的紡織物防彈衣性能大為提高，同時(shí)也在很大程度上改善了防彈衣的舒適性。美軍率先使用Kevlar制作防彈衣，并研制了輕重兩種型號(hào)。新防彈衣以Kevlar纖維織物為主體材料，以防彈尼龍布作封套。其中輕型防彈衣由6層Kevlar織物構(gòu)成，中號(hào)重量為3.83千克。相比尼龍和玻璃纖維防彈衣，重量減輕50%；在單位面積質(zhì)量相同的情況下，其防護(hù)力至少可增加1倍，并且具有很好的柔韌性。
“Kevlar”（凱夫拉）是商標(biāo)名，實(shí)際材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，它是屬于一種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子。這種液態(tài)結(jié)晶性棒狀分子結(jié)構(gòu)，可以在濃溶液中形成高度有序的相疇，在紡絲定向拉伸時(shí)，相疇沿著剪切方向形成幾乎完美的分子取向，而賦予凱夫拉纖維極高的強(qiáng)度和模量。
超高分子量聚乙烯纖維UHMWPE
超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）是由相對(duì)分子質(zhì)量在100萬到500萬的聚乙烯紡成的纖維，是目前世界上強(qiáng)度最高與比重最輕的纖維，其強(qiáng)度比鋼絲高15倍，但是很輕，最多可比芳綸等材料輕40%。
在國(guó)防軍需裝備方面，由于該纖維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等，其中以防彈衣的應(yīng)用最為引人注目。
它具有輕柔的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為占領(lǐng)美國(guó)防彈背心市場(chǎng)的主要纖維。另外超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料的比彈擊載荷值U/p是鋼的10倍，是玻璃纖維和芳綸的2倍多。
展開 
中科院蘇州納米所張學(xué)同研究員團(tuán)隊(duì)《ACS Nano》：彎曲剛度導(dǎo)向策略制備Kevlar氣凝膠限域的有機(jī)相變纖維獲重要進(jìn)展
首先，利用正溴丁烷/乙醇混合溶劑作為濕法紡絲的凝固浴，對(duì) Kevlar 納米纖維 (KNF)質(zhì)子化同時(shí)進(jìn)行疏水功能化，再通過超臨界干燥，制備出疏水的凱夫拉氣凝膠纖維（H-KAFs）。其次，以H-KAFs為載體，使有機(jī)相變材料石蠟（（PW）限域于載體內(nèi)，獲得有機(jī)相變纖維（PW@H-KAF）。此PW@H-KAFs具有高相變潛熱（135.1-172 J/g）、出色的熱循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度達(dá)到 30 MPa，拉伸應(yīng)變達(dá)到30%）。當(dāng)PW@H-KAFs彎曲剛度低于臨界值（1.22×10-9 N·m2）時(shí)，其在智能調(diào)溫織物領(lǐng)域顯示出巨大應(yīng)用潛力；當(dāng)PW@H-KAFs彎曲剛度高于此臨界值，其可用作形狀記憶材料，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)抓手，用于特殊物體輸運(yùn)。
圖1、PW@H-KAF制備及應(yīng)用示意圖
中科院蘇州納米所氣凝膠團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)報(bào)道過疏水凱夫拉氣凝膠纖維的制備方法（ACS Nano 2019, 13(5), 5703-5711），但該疏水凱夫拉氣凝膠纖維是通過在親水氣凝膠纖維表面涂覆氟碳樹脂獲得。氟碳樹脂在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)脫落，易導(dǎo)致疏水功能失效。此次研究發(fā)現(xiàn)，使用正溴丁烷/乙醇混合溶劑作為凝固浴可以有效地疏水功能化KNFs，烷烴可通過競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)接枝到KNF的N-位點(diǎn)上，賦予KNF良好的疏水性，反應(yīng)過程如圖2所示。通過控制烷烴接枝取代度，可調(diào)控疏水角。當(dāng)取代度為8%時(shí)，疏水角可達(dá)140°。基于該方法獲得的疏水凱夫拉氣凝膠纖維編織成面積為25×20 cm2的織物，能對(duì)普通液體如茶、咖啡、可樂、紅酒、水、果汁和牛奶等表現(xiàn)出不粘附特點(diǎn)，顯示出優(yōu)異的抗污能力。
圖 2、疏水H-KAFs表征和性能。
展開 Markforged 工業(yè)級(jí)復(fù)合材料3D打印機(jī)應(yīng)用
其中，桌面設(shè)備Mark Two和工業(yè)級(jí)Markforged X7除了應(yīng)用傳統(tǒng)的熔融沉積成型技術(shù)外，還采用連續(xù)纖維制造技術(shù)，可以同時(shí)打印尼龍，Onyx和碳纖維，玻璃纖維，凱夫拉等纖維材料，打印零部件的硬度可替代鋁部件。
從左至右依次為：Markforged X系列，Mark Two，Eiger軟件
The Fin打印使用的就是尼龍和碳纖維填充加固兩種材料，使用碳纖維進(jìn)行持續(xù)性長(zhǎng)絲填充加固所打印出的零件能經(jīng)受起最嚴(yán)格的應(yīng)用。比6061 型鋁材更強(qiáng)固，同時(shí)重量上輕40%——這些特性完美的契合了假肢輕量化，柔韌性和硬度的需求。同時(shí)，制作速度快50倍，成本便宜20倍。
其中，Markforged X7功能性最強(qiáng)，它采用碳纖維進(jìn)行持續(xù)性長(zhǎng)絲填充加固所打印出的零件能經(jīng)受起最嚴(yán)格的應(yīng)用。Markforged X7以可靠的性能為基礎(chǔ)，在3D打印中實(shí)現(xiàn)了突破性的品質(zhì)和精度。卓越的工業(yè)等級(jí)平臺(tái)，采用了強(qiáng)化的雙噴嘴打印系統(tǒng)，支持碳纖維、玻璃纖維和凱夫拉這些材料的填充加固。激光器會(huì)在打印過程中檢測(cè)零件，以確保尺寸精度在可允許的誤差范圍內(nèi)。
從左至右依次為：尼龍，尼龍+玻纖，尼龍+凱夫拉，尼龍+碳纖維，Onyx
“對(duì)于熱愛游泳的截肢患者來講，確實(shí)沒有水陸兩用的設(shè)備，可以讓他們真正在泳池中釋放自己?！盢orthwell的高級(jí)副總裁Thomas Thornton如是說?！岸F(xiàn)如今我們另辟蹊徑，采用一種特別的方式來解決一個(gè)具體的問題。
展開 子彈的制造和擊發(fā)動(dòng)態(tài)圖太美！
看到中間彈頭中間的箭型鋼針了吧，能輕松擊穿普通凱夫拉防彈衣，而且會(huì)在人體體內(nèi)劇烈翻滾，造成手術(shù)難以取出。
左側(cè)藍(lán)色的是一種訓(xùn)練用槍彈，中間是一種奇怪的毛瑟彈，右側(cè)是一枚「木頭空包彈」。
左側(cè)，9x19mm Cobra 「高安全性彈藥」，合金彈頭內(nèi)藏3枚鋼釘
右側(cè)，9x19mm 以色列防暴彈。
左側(cè).450 Adams（有讀者表示這枚子彈很奇怪，看不懂）
右側(cè).38 Speer Target
左側(cè)：9x19mm - 看上去像是英國(guó)的9mm MkIIz
中間：9x19mm 包銅中空彈（空尖彈）
右側(cè)：9x19mm - 可能是某種信號(hào)彈
子彈在射擊前的瞬間
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沙鷹射出瞬間
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巴雷 特射出瞬間
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子彈射穿手機(jī)的瞬間
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霰彈打飛碟瞬間
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穿破易拉罐瞬間
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子彈穿越鋼板瞬間
展開 中國(guó)科學(xué)家發(fā)明穿山甲防彈衣，中彈后可自我修復(fù)！
傳統(tǒng)的用凱夫拉纖維制作的防彈衣，在受到子彈擊打后會(huì)失去有效性，所以使用后就必須丟棄。
而沈陽材料科學(xué)國(guó)家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，基于穿山甲鱗片的防彈衣，在被擊中后能夠被重新使用。
只需要把用穿山甲鱗片制作的防彈衣扔進(jìn)洗衣機(jī)，等3-5分鐘的時(shí)間，防彈衣就會(huì)變得像新的一樣，所有凹痕、折痕合扭曲都會(huì)完全自我修復(fù)。
穿山甲鱗片為什么會(huì)這么神奇呢？
秘密就在于它的分子結(jié)構(gòu)，穿山甲鱗片部分的分子，以一種獨(dú)特方式互相連在一起，所以分子能保留對(duì)最初形狀的記憶。
這種記憶結(jié)構(gòu)使得鱗片能后經(jīng)受住外部的強(qiáng)力物理沖擊。
而且用水就能喚起這種記憶，同時(shí)在可變形的參與下進(jìn)行自我修復(fù)，這就是大自然的杰作，只要這種鱗片保值完整，無論變形多嚴(yán)重，都可以完全恢復(fù)到初始的形狀。
穿山甲鱗片好用，但是機(jī)械君還是要提醒一下，穿山甲可是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物哦，各位科學(xué)家們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候可得悠著點(diǎn)啊。
機(jī)友們，你們覺得這個(gè)可修復(fù)的防彈衣怎么樣呢？
展開 鋰電新突破：碳納米管薄膜包覆陽極 電量提升3~5倍
此前，有實(shí)驗(yàn)室借助過凱夫拉纖維來限制晶枝的生長(zhǎng)、或者使用全新類型的電解質(zhì)（攜帶電荷的化學(xué)溶液）。
早在去年的時(shí)候，萊斯大學(xué)的同一研究團(tuán)隊(duì)，就已經(jīng)開發(fā)出了一種用瀝青制成的鋰金屬電池。它的充電速度更快、且對(duì)晶枝的形成有更強(qiáng)的抵抗力。
現(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)更進(jìn)了一步，將碳納米薄膜引入其中。它被用于涂覆電池的鋰金屬陽極，用于更有效地浸沒晶枝，類似于拿重物壓草坪、以抑制雜草。
對(duì)比圖：右側(cè)為沒有碳納米管薄膜來限制鋰晶枝的金屬陽極。
這種薄膜從陽極吸收鋰離子，并在充電過程中分配它們。但所有這些，都不會(huì)影響電池的充電速率。研究合著者 Rodrigo Salvatierra 表示：
碳納米管薄膜的作用，是將沉積的金屬鋰散布開來，從而形成一個(gè)沒有晶枝的光滑層。
這樣的改進(jìn)，并不會(huì)限制此類電池的充電速率、甚至放心地運(yùn)用高倍率充放電。
在將新組件部署到去年的瀝青-鋰電池后，研究人員發(fā)現(xiàn)其在超過 580 次循環(huán)后，依然能夠防止晶枝的生長(zhǎng)。此外電池的庫(kù)倫效率保持在 99.8%，成品也更易于打造。
左一起為萊斯大學(xué)化學(xué)家 James Tour、研究生 Gladys López-Silva、以及博士后研究員 Rodrigo Salvatierra 。
不過 Salvatierra 解釋到：與早先的瀝青電池相比，它有一些不同的地方。
首先，我們用碳納米管薄膜來修飾固態(tài)的鋰金屬箔，這兩種材料早已做好了被電池所用的準(zhǔn)備。
其次，在瀝青衍生的電極中，鋰金屬必須進(jìn)行電化學(xué)沉積，才能在完整的電池裝置中使用。
最終，采用這種新型陽極的電池，能夠較市售產(chǎn)品存儲(chǔ) 3~5 倍的電量。即便充滿后放置一個(gè)月，其電荷損失也都可以忽略不計(jì)。換言之，它會(huì)是一種可靠的長(zhǎng)期儲(chǔ)能解決方案。
展開 空客公司將利用合成蛛絲開發(fā)新一代航空用生物復(fù)合材料
蛛絲是大自然創(chuàng)造的一種神奇的材料，它的強(qiáng)度高于鋼鐵，剛度超越凱夫拉芳綸纖維，但自身重量卻無比輕盈。如果我們用與鉛筆粗細(xì)相當(dāng)?shù)闹虢z編織一張巨大的蛛網(wǎng)，它的力量足以夠捕獲一架重量約為200噸的滿載空客A350客機(jī)。數(shù)十年來，科學(xué)家們一直在尋求蛛絲商業(yè)化應(yīng)用的方法，但卻屢屢失敗，直到AMSilk公司的出現(xiàn)。
AMSilk是一家位于德國(guó)慕尼黑附近的生物科技公司，也是世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)人工合成蛛絲商業(yè)化量產(chǎn)的公司，目前該公司的合成蛛絲產(chǎn)品已經(jīng)用于制造醫(yī)療設(shè)備和化妝用品。當(dāng)這種可以完全生物降解的材料作為植入物表面涂料使用時(shí)更容易被人體接受，當(dāng)作為化妝品添加劑使用時(shí)能賦予后者別樣的光澤。此次有了空客公司的加入，AMSilk公司準(zhǔn)備雄心勃勃地將這種革新技術(shù)應(yīng)用到航空制造業(yè)中去。
為此，雙方將共同研發(fā)一種完全不同于過往的全新的復(fù)合材料?！澳壳埃珹MSilk的合成蛛絲產(chǎn)能以公噸計(jì)，遠(yuǎn)不能滿足航空公司工業(yè)的需要。這就跟造車所需的鋼材量跟建造戰(zhàn)艦所需的鋼材不在一個(gè)數(shù)量級(jí)是一個(gè)道理。”
在此前的研究中，AMSilk破解了蜘蛛的DNA密碼，將其中控制蛛絲分泌的基因移植到細(xì)菌身上，借此生產(chǎn)出人工合成蛛絲。目前，該工藝是在一臺(tái)4層樓高、6萬升容積的儲(chǔ)罐中完成。罐中裝滿恒溫37攝氏度的水，用于培養(yǎng)上述菌群。這些細(xì)菌會(huì)生成一種粉末，這種粉末可進(jìn)一步加工成纖維、薄膜或凝膠。
那么，空客公司如何才能對(duì)這種人工合成的蛛絲加以利用呢？“這需要我們進(jìn)行不斷的實(shí)驗(yàn)和嘗試?！盇MSilk方面的合作負(fù)責(zé)人Konigorski表示說。
近年來，飛機(jī)制造商使用碳纖維作為節(jié)能減排的解決方案。而與碳纖維相比，AMSilk創(chuàng)造的品牌名為Biosteel?的合成蛛絲具備更高的耐沖擊性和更加靈活的可塑性。
展開 后喬布斯時(shí)代的蘋果再無亮點(diǎn)？新材料或成“腎7”救命稻草
而機(jī)身材質(zhì)方面，玻璃、塑料、金屬，甚至陶瓷、凱夫拉等材質(zhì)之前都是炒得熱火朝天，畢竟不同材質(zhì)呈現(xiàn)的視覺效果、觸感都不一樣。眾所周知一直以來，蘋果公司與新材料就有不解之緣。多年以前，液態(tài)金屬、鋁合金、納米材料等新型材料就已經(jīng)用在了蘋果的電子產(chǎn)品上。但是目前呼聲最高的還是最為經(jīng)典的玻璃材質(zhì)，以及時(shí)下熱門的碳纖維和石墨烯材料。
碳纖維材料
據(jù)《經(jīng)理人雜志》此前的報(bào)道稱，庫(kù)克與其他蘋果高管最近曾在萊比錫與寶馬高層會(huì)晤，并參觀了寶馬i3生產(chǎn)線。據(jù)了解，i3選擇了碳纖維作為車身材料，由此可見，此前關(guān)于蘋果對(duì)i3的碳纖維車身很感興趣的消息并不是空穴來風(fēng)，但此次發(fā)布的iPhone7到底是不是采用的碳纖維材質(zhì)現(xiàn)在還不得而知。
石墨烯材料
作為復(fù)合材料界的新貴，石墨烯正逐漸成為現(xiàn)有技術(shù)下手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品制造顯示屏以及可穿戴設(shè)備的理想材料，三星、蘋果和IBM都已經(jīng)看到了石墨烯的巨大潛力，并開始儲(chǔ)備與石墨烯技術(shù)相關(guān)的專利。
猶記得在2015年5月，三星與蘋果還展開了一場(chǎng)關(guān)于石墨烯技術(shù)的專利大戰(zhàn)，最終這場(chǎng)大戰(zhàn)以三星被判向蘋果賠償1.2億美元收尾。由此不難看出，蘋果公司已經(jīng)開始進(jìn)行石墨烯的戰(zhàn)略布局，或許在不久的將來蘋果的產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)這種新材料。
新型復(fù)合材料
除了以上材料，有關(guān)iPhone7會(huì)采用新型復(fù)合材料的風(fēng)聲也頗受關(guān)注與期待。在手機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，防水性能一直是個(gè)技術(shù)性難題，據(jù)之前相關(guān)測(cè)試，iPhone6s扔到4英尺的水里就直接報(bào)廢，可以說防水功能簡(jiǎn)直就是蘋果的硬傷。
然而從目前已經(jīng)曝光的相關(guān)信息來看，索尼大法的招牌——防水手機(jī)可能要被打破了。據(jù)之前臺(tái)媒報(bào)道稱，為了升級(jí)防水功能，iPhone 7將采用新的復(fù)合材料，在強(qiáng)化了手機(jī)的防水性能的同時(shí)還可以隱藏丑陋的天線條。也有專業(yè)人士猜測(cè)，此新型復(fù)合材料可能是陶瓷材質(zhì)，但具體情況究竟如何，現(xiàn)在仍然是未解之謎。
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鋰電新突破！碳納米管薄膜讓電量提升3~5倍
此前，有實(shí)驗(yàn)室借助過凱夫拉纖維來限制晶枝的生長(zhǎng)、或者使用全新類型的電解質(zhì)（攜帶電荷的化學(xué)溶液）。
早在去年的時(shí)候，萊斯大學(xué)的同一研究團(tuán)隊(duì)，就已經(jīng)開發(fā)出了一種用瀝青制成的鋰金屬電池。它的充電速度更快、且對(duì)晶枝的形成有更強(qiáng)的抵抗力。
現(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)更進(jìn)了一步，將碳納米薄膜引入其中。它被用于涂覆電池的鋰金屬陽極，用于更有效地浸沒晶枝，類似于拿重物壓草坪、以抑制雜草。
對(duì)比圖：右側(cè)為沒有碳納米管薄膜來限制鋰晶枝的金屬陽極。
這種薄膜從陽極吸收鋰離子，并在充電過程中分配它們。但所有這些，都不會(huì)影響電池的充電速率。研究合著者 Rodrigo Salvatierra 表示：
碳納米管薄膜的作用，是將沉積的金屬鋰散布開來，從而形成一個(gè)沒有晶枝的光滑層。
這樣的改進(jìn)，并不會(huì)限制此類電池的充電速率、甚至放心地運(yùn)用高倍率充放電。
在將新組件部署到去年的瀝青-鋰電池后，研究人員發(fā)現(xiàn)其在超過 580 次循環(huán)后，依然能夠防止晶枝的生長(zhǎng)。此外電池的庫(kù)倫效率保持在 99.8%，成品也更易于打造。
左一起為萊斯大學(xué)化學(xué)家 James Tour、研究生 Gladys López-Silva、以及博士后研究員 Rodrigo Salvatierra 。
不過 Salvatierra 解釋到：與早先的瀝青電池相比，它有一些不同的地方。
首先，我們用碳納米管薄膜來修飾固態(tài)的鋰金屬箔，這兩種材料早已做好了被電池所用的準(zhǔn)備。
其次，在瀝青衍生的電極中，鋰金屬必須進(jìn)行電化學(xué)沉積，才能在完整的電池裝置中使用。
最終，采用這種新型陽極的電池，能夠較市售產(chǎn)品存儲(chǔ) 3~5 倍的電量。即便充滿后放置一個(gè)月，其電荷損失也都可以忽略不計(jì)。
展開 麻省理工學(xué)院發(fā)明了一種比鋼還堅(jiān)固的新型塑料
如果它被用作纖維，應(yīng)該能夠像凱夫拉纖維一樣可以重紡或者化成漿狀，而其他形態(tài)的2DPA-1 或許像尼龍一樣，可以進(jìn)行化學(xué)回收。
目前，79% 的塑料被傾倒在垃圾填埋場(chǎng)，或者被丟棄在自然環(huán)境中，甚至需要數(shù)千年才能分解。
文章來源：Dezeen
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基于MBSE的衛(wèi)星設(shè)計(jì)之結(jié)構(gòu)部分初探（1）
在結(jié)構(gòu)中使用的一些材料包括鋁合金、鎂、鈦、鈹、凱夫拉（Kevlar）纖維，更通常的是復(fù)合材料。所有這些材料的特征在于高強(qiáng)度和剛度，并且還具有低重量和低密度。除了結(jié)構(gòu)的輕盈性之外，材料的選擇也由許多其他材料性質(zhì)決定。結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要依賴于大量計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到類似于在執(zhí)行任務(wù)期間衛(wèi)星可能遇到的應(yīng)力和應(yīng)變的約束。
（2）結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到它所承受的機(jī)械加速度和振動(dòng)等，這些在發(fā)射階段尤為嚴(yán)重。因此，所選
材料應(yīng)該可以減弱振動(dòng)。
（3）衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期中要經(jīng)歷熱循環(huán)。由于太陽周期性地被地球遮擋，所以衛(wèi)星要
經(jīng)歷大幅度的溫度變化。
面對(duì)太陽時(shí)的溫度是幾百攝氏度，而在陰面時(shí)則是零下幾十?dāng)z氏度。因此，設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的材料選擇上，需要牢記這一點(diǎn)。
（4）空間環(huán)境產(chǎn)生許多其他潛在的危險(xiǎn)影響。衛(wèi)星要避免受到在太空中漂浮的微小隕石、太空垃圾和帶電粒子的碰撞而受損。因此用于
覆蓋衛(wèi)星外部的材料還應(yīng)能夠抵抗這些快速運(yùn)動(dòng)顆粒的穿透。
（5）結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)還在
確?？煽客瓿赡承┤蝿?wù)過程中起著重要的作用
，這些過程如衛(wèi)星與發(fā)射器的分離、太陽能電池板的部署和定向、衛(wèi)星天線的精確指向、旋轉(zhuǎn)部件的操作，等等。
高分精致衛(wèi)星外觀圖
02.
展開 Massivit 3D大型高速3D打印機(jī)，可以造船舶
這款機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀，可以作為玻璃纖維、碳纖維和凱夫拉纖維制成的復(fù)合船舶部件的核心，已被證明能夠承受一系列船舶部件所需的最低負(fù)荷。
這項(xiàng)新技術(shù)的開發(fā)是為了按照工業(yè)4.0的要求，將陳舊的制造工作流程數(shù)字化。備件、定制的最終使用部件、模具和原型現(xiàn)在可以在現(xiàn)場(chǎng)按需生產(chǎn)，如對(duì)稱的船尾延伸部分、定制的船尾蓋和船舷、符合人體工程學(xué)的儀表板、定制的雷達(dá)桅桿和船首支柱、密封的浴室、收集箱以及許多其他應(yīng)用。
Massivit 5000將在整個(gè)IBEX展會(huì)期間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打印，展示超快的生產(chǎn)速度（是其他技術(shù)的30倍），這得益于獨(dú)特的凝膠點(diǎn)膠打?。℅DP）技術(shù)。
GDP技術(shù)以Massivit 3D研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的專有熱固性光聚合物材料為基礎(chǔ)，迄今已在40個(gè)國(guó)家的多個(gè)行業(yè)中得到采用。
Massivit 3D還將向IBEX參觀者介紹即將推出的Massivit 10000，并在展會(huì)上提供預(yù)購(gòu)的機(jī)會(huì)。
這套開創(chuàng)性的增材制造系統(tǒng)標(biāo)志著復(fù)合材料制造的一個(gè)新的里程碑，促進(jìn)了復(fù)合材料終端零件的成本效益的模具生產(chǎn)。通過將傳統(tǒng)的19個(gè)步驟的工作流程縮短到4個(gè)步驟，來克服模具生產(chǎn)的瓶頸問題。
基于公司創(chuàng)新的Cast-In-Motion技術(shù)，Massivit 10000可以直接生產(chǎn)鑄造陰模，從而消除了生產(chǎn)初始母模的需要。這種模式的轉(zhuǎn)變--加上高 HDT（熱變形溫度）能力、低CTE（熱膨脹系數(shù)）和特殊的幾何形狀自由度--已經(jīng)在多個(gè)國(guó)家和行業(yè)催生了日益增長(zhǎng)的需求。
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