研究人员将不锈钢纱线织入碳纤维织物，制成一种可贴合曲面、类似法拉第笼的防护层。在模拟雷击测试中，该材料的质量损失从未复合改性时的 3% 降至 0.03%。

帕瓦娜・普拉巴卡尔（Pavana Prabhakar）副教授课题组利用织机，将金属 “纱线” 织造进碳纤维织物当中。所得材料可贴合包覆飞机机身，相比标准碳纤维增强聚合物复合材料，能够更好地泄放雷击产生的电荷。

来源：威斯康星大学麦迪逊分校

威斯康星大学麦迪逊分校的一支工程团队研发出一种混杂纤维增强聚合物（FRP）复合 “防护毯”，旨在降低雷击损伤，提升飞机及其他高空飞行器的防护覆盖能力。该研究成果发表于 2026 年 6 月刊《Composites Science and Technology》（ScienceDirect 期刊）。

该材料由土木与环境工程、机械工程查尔斯・G・萨尔曼讲席副教授帕瓦娜・普拉巴卡尔牵头团队开发，将不锈钢纱线集成至碳纤维织物内部，构建导电通路，把电荷从雷击发生位置疏导耗散出去。

“这类复合材料导电性能并不理想。” 普拉巴卡尔表示，“一旦雷电击中构件表面，电荷无法有效耗散，会积聚大量热量，进而造成严重损伤。”

传统膨胀金属箔雷击防护系统受到冲击时容易发生层间剥离，进而损伤机身，并且很难贴合先进空中交通（AAM）飞行器（如空中出租车）普遍采用的复杂曲面。普拉巴卡尔团队提出的替代方案是一种可铺覆织物，质地类似 T 恤或外套；该材料包含两层掺金属织造层，两层相互垂直铺放，作为构件表层的牺牲层。这种双向排布结构可将电荷分散至材料外表面，形成织物型法拉第笼，降低雷击点的热量聚集。

测试结果显示：在一组模拟雷击试验中，该混杂设计的质量损失仅 0.03%；而未做混杂改性的材料质量损失高达 3%，降幅达到数个数量级。雷击后的弯曲试验表明，材料仍可保持结构完整性。普拉巴卡尔补充道，该防护层既可集成到全新飞机结构中，也可粘接在现役飞机上用于改造与维修。

下一步研究计划包括：测试导电性优于不锈钢的铜纱线；评估材料长期耐久性能与电偶腐蚀敏感性；同时研究金属涂层碳纤维。

该项目始于 2023–2024 学年本科毕业设计项目，论文第一作者为博士生赫里德耶什・特瓦尼（Hridyesh Tewani）；往届学生文森特・希尔（Vincent Scheere）、麦迪逊・欧文斯（Madison Owens）、埃米利奥・昆巴欣（Emilio Cumbajin）与卡米拉・德・莱昂（Camila De Leon）为共同作者。