竹子造高鐵,比鋼鐵還堅固?中國黑科技火了,未來有望全麵推廣

 

圖為竹製高鐵車廂

我所了解,現在中國的高鐵實力高居全球第一,目前擁有全球最大規模的高鐵網絡,還擁有行駛速度最快的列車,而前段時間中國在高鐵事業上又取得了一項全新成就,中國科學家研發出了又一款黑科技!用竹子打造高鐵車身材料,而且這種材料比鋼鐵還堅固?簡直不敢相信,隨後中國的這款黑科技就立刻火了,引發了全球的廣泛關注,有中國專家表示,中國這次成功突破了用竹製複合材料製造高鐵車廂的技術,這種全新材料比傳統複合材料更輕便,強度卻絲毫不遜色,使用後可以極大降低高鐵車廂的自重和運行消耗能源,未來有望全麵推廣。

圖為中國竹製複合材料

目前中國和其他國家的高鐵技術已經發展到了相當的高度,但高鐵列車的車身材料卻一直沒有太大變化,為了追求更高的強度和更輕便的重量,全球高鐵列車的主要材料都是高強度鋁合金和複合材料兩種,其中高強度鋁合金負責製造車身的大梁,主要負責承受巨大的力,複合材料負責製造車廂的外殼和次要承力部件,而中國科學家這次取得的成就就是研發出了一款用竹子製造的全新複合材料,有望代替傳統複合材料用來製造車廂的外殼和次要承力部件。

圖為竹製品

複合材料主要由樹脂基體和增強纖維兩個部分組成,傳統複合材料使用的增強纖維主要是玻璃纖維和碳纖維,而中國這次研發的竹製複合材料使用的則是從竹子身上提取的天然木質纖維,這種天然木質纖維的強度不如玻璃纖維或碳纖維,但是仍然比同等的鋼絲要強得多,而且重量遠低於玻璃纖維或碳纖維,因此竹製和材料的整體重量要比傳統材料更輕,高達近40%。

目前中國科學家已經用這種全新複合材料打造出了高鐵車廂模型,發現用這種新型複合材料製造的高鐵車廂重量比傳統材料車廂要輕30%左右,強度也能保持不變,用這種新型材料製造的一整列高鐵列車可以比傳統材料製造的列車輕20%,節省約25%的推進能源,要知道一輛高鐵列車在高速運行時會消耗大量能源,如果全中國的上千輛高鐵列車全部換用這種全新材料製造,每年可以節省的能源數目相當巨大。

圖為竹質複合材料測試

而且相比傳統複合材料足跡複合材料還存在著巨大的環保優勢,玻璃纖維和碳纖維雖然強度更高,但製造它們需要消耗大量的能源和原材料,還會產生較為嚴重的汙染,而製造竹製複合材料使用的木質纖維可以從天然竹子中提取,無論是生產還是提取都要方便的多。

目前已經有科學家提出在未來大規模普及使用這種新型材料,包括高鐵在內,其他很多需要用複合材料製造,但對強度要求不高的設備都可以使用竹製複合材料,比如未來的新型客機,關鍵的機翼等零部件可以使用傳統的高強度材料製造,外殼和蒙皮等對強度要求較低的零部件就可以使用這種新型材料製造,從而獲得最大限度的性能提升。