Nature materials揭示: 尺寸和环境超稳定的碳纤维增强聚合物复合材料

摘要

在过去的几十年里，为了开发能够制造尺寸超稳定结构、用于航天器关键尺寸部件的材料，人们进行了大量的研究，并开发出了碳纤维增强聚合物材料。这使得结构设计具有接近零的热膨胀系数。然而，因水分侵入和释放而导致的尺寸不稳定仍然是基质的基本弱点，这限制了许多应用。本研究通过开发空间限定的物理表面屏障解决了这一挑战，这一屏障融合了复合材料的机械性能，从而成为复合材料本身的一部分。由此产生的增强复合材料具有机械完整性和高于基础复合材料的强度，同时避免了水分和排气的影响。本研究为Sentinel-5任务演示了模型大小组件的生产能力，并为欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）未来的计划，如哥白尼计划、地球探测器和科学宇宙远景，演示了这种能力。