美制成碳納米管增強型風電葉片——強度是碳纖維的5倍 壽命是傳統材料的8倍

　　據美國物理學家組織網8月31日（北京時間）報道，美國科學家日前首次制造出碳納米管增強聚氨酯風電葉片。與傳統材料相比，該材料重量輕、強度大、耐久性好，有望成為制造下一代風力發電機葉片的理想材料。

　　為了實現進一步擴大風力發電規模，更有效地利用風電資源，不少工程師和科學家都在致力于制造出更好的風電葉片以提高風力渦輪機的效率。按說只要增大葉片面積就能捕獲更多的風能，但事情并非這么簡單。如果葉片過重，推動轉子轉動就需要更大的風力，這意味著更多的風力被浪費在了推動轉子上而非發電。因此，更輕、更大、更結實耐用的葉片才是較好選擇。

　　為此，美國凱斯西儲大學高分子科學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聚氨酯風葉。

　　機械性能測試表明，這種碳納米管增強聚氨酯材料優于目前在風電葉片制造中所采用的樹脂材料。通過對比，研究人員發現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，這種增強聚氨酯復合材料葉片的壽命比玻璃纖維增強環氧樹脂材料長8倍。同時其斷裂韌性也要優于玻璃纖維增強環氧樹脂。

　　此外，在與另一種制造風電葉片中常用的材料——玻璃纖維增強乙烯基酯樹脂的對比實驗中，碳納米管增強聚氨酯在每項測試中也都獲得了完勝。

　　研究人員稱，該項目現仍處于測試階段，目前一切運作正常。下一步，他們的團隊將進一步對該復合材料中碳納米管的分散性作測試，以使該材料達到一定性能。這種碳納米管增強聚氨酯風葉將會被首先安裝在一臺400瓦的風力渦輪發電機上進行測試。

　　凱斯西儲大學教授伊卡·瑪納斯·茲洛佐韋爾稱，這種復合材料有望成為下一代風電葉片的理想材料，并為整個風電行業帶來新的機遇。