中国科学家突破碳纳米管纤维制备技术，电导率超铜3倍
中国科学家突破碳纳米管纤维制备技术，电导率超铜3倍
近日，据香港知名国际媒体《南华早报》消息，中国科学家成功研发出具有接近铜电导性的超强碳纳米管纤维，这一突破有望推动航天器材料的创新。这些碳纳米管不仅轻质而且强度极高，未来将应用于航空航天等领域，提高飞机和航天器的性能，降低运营成本并增强商业竞争力。
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘畅、侯鹏翔团队在碳纳米管纤维研究方面取得重要进展。研究团队通过湿法纺丝工艺制备出高导电性碳纳米管纤维，其电导率达到1.1×107S m-1，比电导率达5.62×103S m2kg−1，分别是铜导线的86%和3倍。同时，该纤维还具有1.65 GPa的抗拉强度和130.9 MJ m-3的断裂韧性，展现出优异的综合性能。
研究团队在碳纳米管纤维湿纺工艺中引入空气段，对双壁碳纳米管纺丝细流施加重力牵引，以提高纤维的定向性和密实度。这种创新工艺避免了“皮芯结构”的形成，实现了高取向度（取向因子达到0.994）和高致密度（1.96 g cm-3）的双壁碳纳米管纤维的可控制备。
上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室也在碳纳米管应用领域取得重要突破。张荻院士团队李志强研究员课题组开发出新型碳纳米管/铝基复合材料，并成功应用于长征十二号运载火箭的级间段。这种材料通过仿生学原理，借鉴贝壳微结构，解决了碳纳米管与铝合金复合的技术难题，为商业航天发展提供了新的材料选择。
碳纳米管纤维不仅在电导率上超越传统金属导线，还具有更优的温度稳定性。其比电导率和比电流容量分别是铜导线的86%和3倍，同时具有更低的变温电阻系数。这些特性使其在航空航天、电力电子等领域展现出广阔的应用前景。
随着研究的深入和技术的进步，碳纳米管基材料有望在更多领域实现突破，为航天器材料创新提供新的可能。中国科学家在这一领域的持续创新，将为未来航空航天技术的发展注入新的动力。