中国科学院金属所实现碳纳米管纤维重大突破

中国科学院金属所实现碳纳米管纤维重大突破

引用

中国科学院

等

6

来源

1.

http://www.imr.cas.cn/xwzx/kydt/202407/t20240724_7235029.html

2.

https://www.cas.cn/yx/202407/t20240725_5027029.shtml

3.

https://www.sohu.com/a/795894004_777213

4.

http://www.nanoer.net/showinfo-4-61867.html

5.

https://www.mittrchina.com/news/detail/3800

6.

http://newsijie.com/chanye/huagong/jujiao/2024/0905/11346535.html

中国科学院金属研究所近日在纳米碳管领域取得重大突破。该所沈阳材料科学国家研究中心刘畅、侯鹏翔团队通过创新的干喷湿纺工艺，成功制备出具有超高性能的双壁碳纳米管纤维。这一成果不仅突破了碳纳米管纤维制备的关键技术瓶颈，还为未来高性能导线和复合材料的应用开辟了新途径。

研究团队在湿法纺丝工艺中首次引入空气段，并对双壁碳纳米管纺丝细流施加重力牵引。这种创新工艺有效提高了纤维的定向性和密实度，同时避免了传统湿纺工艺中常见的“皮芯结构”问题。结果显示，制备出的碳纳米管纤维具有极高的取向因子（0.994）和致密度（1.96 g cm-3）。

这种新型碳纳米管纤维展现出卓越的综合性能：

• 电导率达到1.1×107 S m-1，比传统铜导线高86%
• 载流量高达8.0×108 A m-2，是铜导线的3倍
• 抗拉强度达到1.65 GPa，断裂韧性达130.9 MJ m-3
• 变温电阻系数仅为铜导线的一半

这种高性能碳纳米管纤维在多个领域展现出广阔的应用前景：

• 航空航天：作为轻质高强电缆和电加热元件
• 电力电子：用于制造高性能导线和连接材料
• 复合材料：作为增强相提升材料性能

这一突破性成果已发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上，标志着中国在碳纳米管纤维制备技术方面达到国际领先水平。随着进一步的研发和产业化推进，这种新型纤维有望在多个高技术领域发挥重要作用，为我国新材料产业发展注入新的动力。