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科技资讯
强度超越芳纶、导电性首次突破10MS/m的碳纳米管纤维
时间:2020年10月10日

碳纳米管纤维(CNTF)具有轻质、高强、多功能性等特点,作为新一代特种纤维材料,对高端科技发展有着重大的战略意义。虽然全球目前尚未形成碳纳米纤维及其复合材料行业,但学术界普遍认为其将成为下一代新型高强度纤维材料。

 

 

近日,美国莱斯大学的Matteo Pasquali等人利用更高质量、长度更长的碳纳米管,通过溶液纺丝工艺制成碳纳米管纤维,该纤维不仅质量轻,且兼具良好的力学性能、电学性能以及灵活性。

 

 

据悉,研究者所制得的碳纳米管纤维的杨氏模量为260GPa,平均断裂伸长率为3.5%,抗拉强度为4.2GPa,远高于Kevlar®的3.6GPa。而且,其导电率提升到了10.9MS/m,约为铜的80%,这也是碳纳米管纤维的导电率首次突破10MS/m。

 

 

研究者通过比较该碳纳米管纤维与碳纤维、直接纺丝碳纳米管纤维、聚合物纤维和金属的性能发现,本实验制备的碳纳米管纤维将商用碳纤维的抗拉强度和直接纺丝碳纳米管纤维类似金属的导电性完美结合,而且导热性极佳。

 

 

该碳纳米管纤维在横截面上有数千万个纳米管,目前正研究用于修复受损心脏的桥梁、与大脑的电子接口、耳蜗植入、柔性天线以及汽车和航空航天等领域。但提高碳纳米管纤维的生产速率并降低生产成本仍是目前面临的巨大挑战。

 

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622320307193#!

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