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科技資訊
強度超越芳綸、導電性首次突破10MS/m的碳納米管纖維
時間:2020年10月10日

碳納米管纖維(CNTF)具有輕質、高強、多功能性等特點,作爲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,但學術界普遍認爲其將成爲下一代新型高強度纖維材料。

 

 

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。

 

 

據悉,研究者所制得的碳納米管纖維的楊氏模量爲260GPa,平均斷裂伸長率爲3.5%,抗拉強度爲4.2GPa,遠高于Kevlar®的3.6GPa。而且,其導電率提升到了10.9MS/m,約爲銅的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,本實驗制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,目前正研究用于修複受損心髒的橋梁、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産速率並降低生産成本仍是目前面臨的巨大挑戰。

 

論文鏈接:

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