当今火箭发动机的内部温度可达惊人的 1600 摄氏度——足以熔化钢铁。而未来的发动机将需要更加灼热。更热的发动机燃油效率更高，产生更大的推力，并且可以携带更大的载荷——所有这些对于前往火星的航天器和先进飞机都至关重要。
模糊纤维：碳化硅纳米管或使火箭发动机更耐热。 来源：Ajayan 研究小组莱斯大学
在寻求能够承受更高温度的火箭材料的过程中，工程师们一直在尝试设计坚韧、轻质的复合材料，这种复合材料由碳化硅纤维制成，其宽度仅为人类头发丝的一小部分，并嵌入陶瓷材料中。碳化硅可以承受 2000 摄氏度的高温——这是预期中更热发动机的温度。当今的复合材料是通过层叠碳化硅纤维编织毡，并在它们之间的空间填充多孔陶瓷制成的。但是，现有的复合材料在高压下会开裂，而发动机中会产生高压，因为纤维会相互滑动并从陶瓷中拉出。
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在一项可能的突破中，莱斯大学和 NASA 格伦研究中心的科学家开发出“模糊”碳化硅纤维，其表面类似于微观版本的魔术贴。这些纤维最近在《应用材料与界面》杂志上有所描述，由于其模糊的缠结将它们锁定在一起，因此不太可能滑动或从周围的陶瓷介质中拉出。
为了制造这些细丝，研究人员首先生长出卷曲的碳纳米管，这些碳纳米管像发卷一样从碳化硅表面伸出。然后，他们将纤维浸入超细硅粉中并加热，这会将碳纳米管转化为碳化硅纤维。该团队通过将模糊纤维嵌入透明的橡胶状聚合物中来测试其强度——发现这些复合材料的强度是光滑细丝制成的复合材料的四倍。NASA 研究工程师兼研究合著者 Janet Hurst 表示，该团队现在希望在陶瓷介质中测试这种新型卷曲纤维。他们还希望制造具有模糊氮化硼纳米管涂层的纤维，因为它强度高并且可以保护纤维免受有害氧气暴露。
碳化硅纤维沿其长度方向强度很高，但在高压下可能会沿其宽度方向断裂。然而，康涅狄格大学材料科学研究所所长 Steven Suib 说，新型纤维应该能够抵抗断裂，因为它们的柔软绒毛有助于通过分散应变来消散应变，他没有参与这项新研究。