強度超越芳綸、導電性首次突破10MS/m的碳納米管纖維

2020-12-06 紡織導報

強度超越芳綸、導電性首次突破10MS/m的碳納米管纖維

發表時間：2020/9/17

碳納米管纖維（CNTF）具有輕質、高強、多功能性等特點，作為新一代特種纖維材料，對高端科技發展有著重大的戰略意義。雖然全球目前尚未形成碳納米纖維及其複合材料行業，但學術界普遍認為其將成為下一代新型高強度纖維材料。



近日，美國萊斯大學的Matteo Pasquali等人利用更高質量、長度更長的碳納米管，通過溶液紡絲工藝製成碳納米管纖維，該纖維不僅質量輕，且兼具良好的力學性能、電學性能以及靈活性。



據悉，研究者所製得的碳納米管纖維的楊氏模量為260GPa，平均斷裂伸長率為3.5%，抗拉強度為4.2GPa，遠高於Kevlar®的3.6GPa。而且，其導電率提升到了10.9MS/m，約為銅的80%，這也是碳納米管纖維的導電率首次突破10MS/m。



研究者通過比較該碳納米管纖維與碳纖維、直接紡絲碳納米管纖維、聚合物纖維和金屬的性能發現，本實驗製備的碳納米管纖維將商用碳纖維的抗拉強度和直接紡絲碳納米管纖維類似金屬的導電性完美結合，而且導熱性極佳。



該碳納米管纖維在橫截面上有數千萬個納米管，目前正研究用於修復受損心臟的橋梁、與大腦的電子接口、耳蝸植入、柔性天線以及汽車和航空航天等領域。但提高碳納米管纖維的生產速率並降低生產成本仍是目前面臨的巨大挑戰。


論文連結：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622320307193#!


（來源：紡織導報官微）


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