高性能碳纳米管纤维开发新策略，可有效改善其力学性能
2024-05-11 10:21
来源：华东理工大学
近日，华东理工大学机械与动力工程学院教授王健农课题组采用雾化催化热解法，制备得到的碳纳米管纤维具有较高的纯度、良好的取向性和致密性以及抗拉强度，为高性能碳纳米管宏观材料的开发提供了一种新的策略。相关成果发表在《纳米快报》。
自1991年被首次报道以来，碳纳米管因其卓越的机械性能而备受关注，并在诸多领域都具有巨大的应用潜力。然而，当碳纳米管被组装成宏观材料用于实际应用时，只有很小一部分的性能实现了从纳米尺度到宏观尺度的转化。如何将纳米尺度下碳纳米管的高强度传递到宏观纤维上仍是一项重大的技术挑战。
针对以上问题，研究团队采用了雾化催化热解法制备碳纳米管纤维，该方法有效改善了催化剂的催化效率，使制备的碳纳米管纤维具有较高的纯度。在此基础上，研究人员对碳纳米管纤维进行连续的预拉伸和辊压处理，极大地提高了碳纳米管纤维的取向性和致密性，最终，制备的碳纳米管纤维具有高强度（8.0 GPa）、高杨氏模量（350 GPa）的优异性能。在航空航天和新能源等领域具有重大应用前景。
碳纳米管纤维及相关制备工艺和表征。图片来源于《纳米快报》
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02707
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