自行車升級——輕盈而安全
材料牛注：傳統碳纖維材料讓自行車變得更輕，但卻不耐沖撞。新型纖維復合材料可以不增加質量的前提下大幅提升材料抗沖擊性能，簡直完美！
對于競賽用自行車，碳纖維材料可以減少自行車架上不必要的質量。然而，這種輕質卻以犧牲耐久性為代價。當鋁或其他合金受到起很大的沖擊時會發生凹陷或彎曲，而碳纖維卻更容易破裂。人們正在尋求能避免兩者的缺點，將兩者的優點完美結合的新型復合材料。
以前的解決辦法是在容易破裂的區域使用增強纖維或打補丁，但這會增加車架的額外重量，要是沒有額外質量，那就完美了。混合型復合材料是在同一層內把材料混合，兼得兩者的性質，總重量卻幾乎不增加。
令人驚奇的是，使用的兩種材料本質上都是塑料。Dyneema用的是聚乙烯纖維，而Innegra用的是聚丙烯。當碳纖維和Dyneema編織在一起時，纖維具有高柔韌、高拉伸強度的優點。荷蘭的纖維材料公司DSM Dyneema聲稱該材料的能量吸收率可以增加高達100％。
Innega纖維材料還可以減輕重量并增加減振性能。這得益于微觀結構中的微孔能讓內部能量更均勻地釋放，從而增加了減輕材料損傷的能力。
一個更有趣的材料是Rein4ced的鋼和碳纖維復合材料。與柔性塑料纖維不同，這種比利時的材料不需要過多的增強就可以保持所需剛性。事實上，該公司預計，基于這種材料的車架、前叉和其他部件都可以實現“零重量增加”。
值得注意的是，任何混合型復合材料都不可能完全解決這個問題。劇烈的沖擊力仍然會破壞碳纖維本身。但不同的是，現在的支撐結構能防止發生災難性故障，以免騎行者受重傷。這意味著車架幾乎不會破碎成多個部分，它甚至可以承受整車的沖擊能量。
將這些混合材料應用于實際生產并不十分遙遠。 Innegra已經在用于一些自行車產品中。可以在PRO的Vibe Aero下拉式手柄或Berk Composite的定制公路車車架中找到它們。Dyneema也正在一些車架和組件中測試這些材料，明年或將發布。
混合型復合材料使輕型自行車比以前更安全。通過避免自行車在災難性事故中破裂，騎行者在事故中將更大程度上免受重傷。
原文鏈接：New hybrid composite bike frames shed weight without shattering on impact.
本文由材料人編輯部月亮提供素材，豆粟編譯，朱曉秀審核。點我加入材料人編輯部。
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