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Julia Kornfield研發(fā)出一種是可于飛機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的破壞力度，從而提升飛機的安全性能。
開始一場洲際旅行前，噴氣式飛機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)生的影響強度。同時初步研究表明，這種添加劑在帶來這些好處時并不會對燃料性能造成不良影響。
聚合物添加劑助力提升飛機安全性能
飛機引擎將空氣壓縮并與燃料噴霧混合。電火花點燃空氣與燃料的混合物后引發(fā)可控爆炸從而推動飛機前進。噴氣式飛機由上千個這樣的微型爆炸提供推動力。然而，霧化過程(將燃料分散成噴霧以利于點燃的過程)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)單元組成的長鏈分子，又稱高分子材料)，其每個末端都覆有能像尼龍搭扣一樣可以粘結(jié)的單元。單個聚合物分子(長鏈分子)自發(fā)地連接形成的超長鏈被稱作“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允許燃料注射進引擎時的霧化。
其它聚合物也表現(xiàn)出這些優(yōu)點，但是它們均具有缺陷從而降低了有效性。例如超長聚合物在經(jīng)過泵、管道和過濾器時會發(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發(fā)生這種情況。雖然超分子在經(jīng)過泵的時候也會分裂變小，這一過程是可逆的。單個分子鏈末端的類尼龍扣單元在相遇時即可重新連接，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，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)剂系牧鲃有?。例如添加劑不會改變?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)過測試證明了這一點。
在撞擊發(fā)生時，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，聚合物分子鏈伸展開同時抵抗進一步的拉伸。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減少管道內(nèi)的湍流。
