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Julia Kornfield研發(fā)出一種是可于飛機(jī)燃料的聚合物添加劑，這種添加劑能夠有效減小燃料爆炸時(shí)的破壞力度，從而提升飛機(jī)的安全性能。
開始一場(chǎng)洲際旅行前，噴氣式飛機(jī)裝滿了成千上萬加侖的燃料。在碰撞事故中，如此大量的燃料使得爆炸產(chǎn)生極為嚴(yán)重的破壞。Caltech和JPL的研究人員發(fā) 明了一種聚合物作為燃料添加劑，可以降低在事故和恐怖襲擊中爆炸產(chǎn)生的影響強(qiáng)度。同時(shí)初步研究表明，這種添加劑在帶來這些好處時(shí)并不會(huì)對(duì)燃料性能造成不良影響。
聚合物添加劑助力提升飛機(jī)安全性能
飛機(jī)引擎將空氣壓縮并與燃料噴霧混合。電火花點(diǎn)燃空氣與燃料的混合物后引發(fā)可控爆炸從而推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。噴氣式飛機(jī)由上千個(gè)這樣的微型爆炸提供推動(dòng)力。然而，霧化過程(將燃料分散成噴霧以利于點(diǎn)燃的過程)也導(dǎo)致在撞擊事故中燃料快速分散而極易被引燃。
Julia Kornfield研發(fā)出的這種添加劑是一種聚合物(由許多重復(fù)單元組成的長(zhǎng)鏈分子，又稱高分子材料)，其每個(gè)末端都覆有能像尼龍搭扣一樣可以粘結(jié)的單元。單個(gè)聚合物分子(長(zhǎng)鏈分子)自發(fā)地連接形成的超長(zhǎng)鏈被稱作“巨型超分子”。
巨型超分子具有前所未有的綜合性能，這使得它可以控制燃料的霧化過程，提高燃料在管道中的流動(dòng)性，并且降低煙炱的形成。巨型超分子可以抑制撞擊事故中燃料的霧化同時(shí)允許燃料注射進(jìn)引擎時(shí)的霧化。
其它聚合物也表現(xiàn)出這些優(yōu)點(diǎn)，但是它們均具有缺陷從而降低了有效性。例如超長(zhǎng)聚合物在經(jīng)過泵、管道和過濾器時(shí)會(huì)發(fā)生不可逆的破碎，因此喪失了其有用的性能。但是巨型超分子不會(huì)發(fā)生這種情況。雖然超分子在經(jīng)過泵的時(shí)候也會(huì)分裂變小，這一過程是可逆的。單個(gè)分子鏈末端的類尼龍扣單元在相遇時(shí)即可重新連接，巨型超分子產(chǎn)生有效恢復(fù)。
當(dāng)添加到燃料中的聚合物濃度很低時(shí)，巨型超分子可以在不影響液體的其它性能情況下極大地改變?nèi)剂系牧鲃?dòng)性。例如添加劑不會(huì)改變?nèi)剂系膬?nèi)能、表面張力和密度。此外，使用含添加劑燃料的引擎的功率和效率并沒有改變，至少目前柴油引擎已經(jīng)過測(cè)試證明了這一點(diǎn)。
在撞擊發(fā)生時(shí)，超分子突然活躍起來，卷曲形成緊湊構(gòu)象。當(dāng)液體突然拉伸時(shí)，聚合物分子鏈伸展開同時(shí)抵抗進(jìn)一步的拉伸。聚合物的伸展使得撞擊情況下液滴的破碎得到抑制，由此降低爆炸范圍同時(shí)減少管道內(nèi)的湍流。
