碳纳米管纤维：从实验室到智能穿戴的产业化之路

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2024年6月，北京大学张锦院士团队在《Science》杂志发表重要研究成果，他们通过创新的制备方法，成功研制出动态强度高达14 GPa的碳纳米管纤维。这一突破性进展不仅解决了碳纳米管跨尺度组装的难题，更使其力学性能接近理论极限，为碳纳米管纤维在高性能材料领域的应用开辟了新的可能。

这种高性能碳纳米管纤维的制备采用了多尺度结构优化策略。研究团队通过引入聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）来增强碳纳米管之间的相互作用，同时运用机械训练提高纤维的取向性，并通过机械处理提升纤维的致密性。这些技术手段的综合运用，使得制备出的碳纳米管纤维在高应变率加载下展现出优异的力学性能。

更值得关注的是，这种碳纳米管纤维在智能穿戴领域展现出巨大的应用潜力。中国科学院院士朱美芳在“上证·院士说”活动中指出，碳纳米管纤维的轻质、高强、高导电等特性，使其成为智能穿戴设备的理想材料。她的团队已经开发出基于碳纳米管纤维的柔性电热织物，这种织物能够将太阳能高效转化为热能，不仅提高了极端天气下的适应能力，还为材料的可持续利用开辟了新途径。

碳纳米管纤维的商业化进程也在快速推进。成立于2015年的碳垣科技，通过改进升级浮动催化法，突破了碳纳米管纤维连续制备的技术瓶颈，目前已成为该领域的领军企业。该公司不仅能制备连续碳纳米管纤维及大尺寸碳纳米管薄膜，其产品还广泛应用于汽车、航空、航天、轨道交通、柔性穿戴、工业加热、电子屏蔽等多个领域。

随着制备技术的不断进步和应用领域的持续拓展，碳纳米管纤维正在从实验室走向产业化。其在智能穿戴设备中的应用，不仅能够提升设备的性能和舒适度，更为未来可穿戴技术的发展提供了新的方向。可以预见，在不久的将来，这种兼具高强度、高导电性和柔韧性的新型材料，将在更多领域展现出其独特价值。