據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月31日（北京時間）報(bào)道，美國科學(xué)家日前首次制造出碳納米管增強(qiáng)聚氨酯風(fēng)電葉片。與傳統(tǒng)材料相比，該材料重量輕、強(qiáng)度大、耐久性好，有望成為制造下一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的理想材料。

      為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)大風(fēng)力發(fā)電規(guī)模，更有效地利用風(fēng)電資源，不少工程師和科學(xué)家都在致力于制造出更好的風(fēng)電葉片以提高風(fēng)力渦輪機(jī)的效率。按說只要增大葉片面積就能捕獲更多的風(fēng)能，但事情并非這么簡單。如果葉片過重，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動就需要更大的風(fēng)力，這意味著更多的風(fēng)力被浪費(fèi)在了推動轉(zhuǎn)子上而非發(fā)電。因此，更輕、更大、更結(jié)實(shí)耐用的葉片才是最佳選擇。

      為此，美國凱斯西儲大學(xué)高分子科學(xué)和工程系博士后瑪希爾?洛斯與其合作者制造出了這種碳納米管增強(qiáng)聚氨酯風(fēng)葉。

      機(jī)械性能測試表明，這種碳納米管增強(qiáng)聚氨酯材料優(yōu)于目前在風(fēng)電葉片制造中所采用的樹脂材料。通過對比，研究人員發(fā)現(xiàn)新材料每單位體積的重量要輕于碳纖維材料和鋁，而在抗張強(qiáng)度上是碳纖維材料的5倍和鋁的60倍。

      在抗疲勞測試中，這種增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料葉片的壽命比玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂材料長8倍。同時其斷裂韌性也要優(yōu)于玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。

      此外，在與另一種制造風(fēng)電葉片中常用的材料??玻璃纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹脂的對比實(shí)驗(yàn)中，碳納米管增強(qiáng)聚氨酯在每項(xiàng)測試中也都獲得了完勝。

      研究人員稱，該項(xiàng)目現(xiàn)仍處于測試階段，目前一切運(yùn)作正常。下一步，他們的團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步對該復(fù)合材料中碳納米管的分散性作測試，以使該材料達(dá)到最佳性能。這種碳納米管增強(qiáng)聚氨酯風(fēng)葉將會被首先安裝在一臺400瓦的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)上進(jìn)行測試。

      凱斯西儲大學(xué)教授伊卡?瑪納斯?茲洛佐韋爾稱，這種復(fù)合材料有望成為下一代風(fēng)電葉片的理想材料，并為整個風(fēng)電行業(yè)帶來新的機(jī)遇。

    總編輯圈點(diǎn)

      質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、韌性好、壽命長??作為風(fēng)電葉片，新材料各方面的性能已經(jīng)被考慮得很周全。雖然現(xiàn)在還只是測試階段，但看來只要成本不要太離譜，正式起用的時間并不會太遠(yuǎn)??有報(bào)道稱，洛斯團(tuán)隊(duì)目前已能制造長150米的葉片，正在沖擊250米！不過，不知道洛斯有沒有仔細(xì)考慮過單機(jī)半徑超過250米的風(fēng)電場需要占用多大的面積？而這樣的龐然大物對周圍的生態(tài)系統(tǒng)又會產(chǎn)生怎樣的影響？倘若堂?吉訶德有幸得見這樣的風(fēng)電機(jī)，他才會知道當(dāng)初和自己大戰(zhàn)一場的“巨人”原來只是加小號。