休斯頓大學研究絲綢纖維復合材料潛力

休斯敦大學-清湖大學機械工程助理教授Youssef Hamidi展示了他的絲綢纖維復合材料的樣品，認為絲綢纖維會使復合材料對沖擊和壓力更有彈性，增加了制造承重復合材料的可能性。一旦研制成功，這種復合材料可以取代汽車和其他制成品中使用的大部分鋼材。

美國德克薩斯州休斯敦大學（UHCL）機械工程助理教授優素福·哈米迪（Youssef Hamidi）正在研究用于復合材料的蠶絲纖維，以滿足對強度、重量輕和可持續性相結合的天然纖維增強復合材料日益增長的需求。他在最近發表在《材料》雜志上的相關研究中表示，絲綢纖維比傳統的玻璃纖維或碳纖維更具有韌性，具有很高的拉伸強度，更能承受沖擊和壓力，這增加了為汽車和其他行業制造承重的絲綢纖維增強復合材料的可能性。哈米迪于2018年加入UHCL機械工程學院，自2000年以來一直在研究復合材料，主要研究如何減少工藝引起的缺陷。他和俄克拉何馬大學航空航天與機械工程學院（美國俄克拉何馬州諾曼）的研究同事2017年就開始用絲綢進行復合材料的研制。

在大多數（生物基）應用中，人們使用的是短的植物基纖維，但是絲綢有更高的性能，很容易買到，且并不缺乏。哈米迪第一次使用直接從蠶繭中提取的蠶絲時發現過程很麻煩，但他很快發現貨架上的絲綢效果最好，但在研究中他發現樹脂一旦干燥就會在樹脂內部留下微小的空隙或氣泡，而且樹脂不能完全附著在織物上。哈米迪認為這些都是復合材料制造中的常見問題，通常通過使用高壓釜來消除成型過程中的缺陷。然而，由于他研究的思想是創造一種低成本替代高成本制造流程，找到一種不依賴于昂貴的高壓釜的解決方案。在目前的研究中，他正在解決樹脂/纖維的黏附問題。哈米迪希望在真絲織物上使用合適的施膠劑將改善樹脂的黏附性，減少空隙，從而使蠶絲纖維復合材料的性能得到顯著改善。目前，他正在與加州大學伯克利分校的化學教授合作，想開發出一種更好的施膠劑。通常情況下，復合材料的力學性能是由這種結合決定的，可以通過改變施膠的化學成分和施膠方式來改變復合材料的大部分力學性能。