通过在环氧复合材料中结合纤维素纳米纤维和菠萝叶纤维来创造环保材料

来自泰国、法国和新加坡的科学家使用微小的纤维素纳米纤维(CNF)和长菠萝叶纤维(PALF)进行了开创性研究，以制造更坚固的材料。他们在环氧树脂中添加了不同数量的CNF，发现1%CNF大大提高了冲击强度。PALF-环氧复合材料显示出显着的柔韧性和强度改进。结合CNF和PALF导致冲击强度显着增加。这些发现可能会彻底改变更强大的材料开发。

在这项发表在《纳米材料》杂志上的新研究中，科学家们深入研究了被称为纤维素纳米纤维(CNF)的极其微小的纤维世界，以了解它们如何使材料变得更坚固。他们专注于使用来自菠萝叶(PALF)的长纤维和一种称为环氧树脂的材料来制造复合材料。为了保持一致，他们总是在混合物中使用20%的PALF，但他们将CNF的量改变为环氧混合物的1%、3%和5%。这些复合材料是通过手工将材料分层精心组装而成的。

为了了解不同组合的影响，他们比较了仅用CNF、仅用PALF以及CNF和PALF的混合物增强的复合材料。令人惊讶的是，将这些微小的CNF纤维添加到环氧树脂中对其柔韧性和强度几乎没有影响。然而，当他们仅添加1%CNF时，与单独使用环氧树脂相比，环氧树脂的冲击强度猛增至约115%。此外，当他们将CNF的量增加到3%和5%时，冲击强度下降并变得与单独使用环氧树脂相似。

为了进一步研究，他们在强大的显微镜下检查了复合材料的破损表面。他们发现，当复合材料破裂时，表面会从光滑变得更加粗糙。

当他们使用含有20%PALF的环氧树脂时，真正令人兴奋的部分出现了：柔韧性和强度都显着提高。与单独使用环氧树脂相比，柔韧性提高了约300%，而强度提高了惊人的240%。但是等等，与使用纯环氧树脂相比，这种复合材料的冲击强度飙升至令人难以置信的700%。

当他们在复合材料中结合CNF和PALF时，与单独使用PALF相比，研究人员没有观察到柔韧性和强度的显着变化。但是，冲击强度有显着改善。当他们使用仅含1%CNF的环氧树脂时，与使用20%PALF环氧树脂相比，冲击强度飙升至约220%，或者与仅使用纯环氧树脂相比，冲击强度飙升至惊人的1520%。该结果清楚地表明，冲击强度的显着提高是通过CNF和PALF的联合作用实现的。