碳納米管被稱為終極纖維。通過組裝形成的碳納米管纖維具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能性等特點(diǎn),成為新一代特種纖維材料,對21世紀(jì)高端科技發(fā)展有著重大的戰(zhàn)略意義。
最近,中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所功能納米碳材料課題組在李清文研究員帶領(lǐng)下,在攻克可紡絲碳納米管陣列可控生長關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上,以實(shí)驗(yàn)及理論研究相結(jié)合,對碳納米管纖維紡絲技術(shù)和增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了深入研究,實(shí)現(xiàn)了碳納米管纖維的穩(wěn)定制備,纖維直徑可調(diào)控(3至20微米)并且比強(qiáng)度可達(dá)到2.8牛/特,其力學(xué)性能已超越傳統(tǒng)碳纖維。
研究還發(fā)現(xiàn),碳納米管纖維比傳統(tǒng)碳纖維具有更好的柔韌性和表面修飾性;將碳納米管纖維通過電鍍等表面改性,可使其導(dǎo)電率與銅絲相媲美;可用以制備高性能的復(fù)合材料和電控智能透明轉(zhuǎn)變復(fù)合薄膜材料。相關(guān)研究成果研究已申請了5項(xiàng)中國專利,已在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊ACS Nano、Small、Applied Physics Letters和Carbon上發(fā)表,并應(yīng)邀為Pan Stanford Publishing即將出版的《碳納米管及其應(yīng)用》專著上撰稿。
上述研究工作得到中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”及知識創(chuàng)新工程項(xiàng)目(KJCX2.YW.M12)、科技部國際合作項(xiàng)目(2009DFB50150)、江蘇省科技支撐項(xiàng)目(BE2008068)、國家自然科學(xué)基金(10972152)及中國博士后基金(20090461143、20100471394)的大力資助。
左圖:碳納米管纖維紡絲制備。右圖:通過熱處理增強(qiáng)纖維力學(xué)性能。
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