在航空航天、汽车制造、风电叶片等领域，人们一直在追求一种理想的材料：既要轻便，又要坚固，还要足够耐冲击。碳纤维是当下的明星材料，它很轻、很强，但也存在不足——价格高，韧性差，遇到冲击容易脆断。为了解决这个问题，尧山实验室联合郑州大学等单位展开了探索，并在国际知名期刊Polymer Composites发表了最新成果。

图1 超混合纤维铺展丝束的制备过程：(A)碳纤维/玻璃纤维平行铺展，(B)碳纤维/玻璃纤维混合丝束，(C)平行丝束局部放大。

研究团队提出了一种新方法，把碳纤维和玻璃纤维“混”得更彻底。过去的做法有点像把不同食材一层一层叠起来，混合度不够高，性能提升有限。这次，他们发明了一种“振动+气流”的展纱技术，就像把一根粗绳子抖散、吹匀，再重新交织，让碳纤维和玻璃纤维在微观尺度上真正融合在一起。这样的材料被称为“碳/玻璃超混杂复合材料”。

实验结果非常亮眼：相比传统复合材料，拉伸性能提高接近两成，极限延展能力提升四分之一以上，在冲击实验中，能量吸收增加，受损面积反而减少。简单来说，就是更强、更韧、更耐撞。同时，研究团队还利用三维损伤模型对冲击过程进行了模拟，结果和实验数据几乎吻合，证明了设计的可靠性。

这种新型复合材料的意义不只是实验室里的数据。它可以让飞机更轻、更省油、更安全；可以让新能源汽车车身既轻便又耐撞击，从而提升续航和保护乘客；也可以让风力发电叶片更耐用、更经济，降低维护成本。轻量化与安全性往往难以兼顾，而这项研究让两者能够兼得。