碳納米管復(fù)合材料研究獲新進(jìn)展
中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所李清文課題組以可紡絲碳納米管陣列為基礎(chǔ)材料,發(fā)展了干法制備高性能碳納米管功能復(fù)合材料,為實現(xiàn)碳納米管在復(fù)合材料中的高負(fù)載、高取向及定向電子傳遞探索了新的制備思路。主要的研究成果包括:
通過取向碳納米管薄膜的層–層固態(tài)組裝制備了高強度、高導(dǎo)電及可折疊的碳納米管膜。此制備過程工藝簡單,只需將碳納米管薄膜從陣列中連續(xù)拉出,后經(jīng)纏繞而成,而無需經(jīng)歷傳統(tǒng)碳納米管巴基紙復(fù)雜的溶液處理過程。該碳納米管紙拉伸強度高達(dá)2 GPa,模量高達(dá)90GPa,力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于文獻(xiàn)報道的碳納米管、石墨烯等納米碳膜。此外,由于納米碳膜中碳管高的長徑比和取向度,具有非常好的柔韌性和高導(dǎo)電性,在經(jīng)歷數(shù)千次小曲率半徑彎曲后電阻無明顯變化。
與美國北卡羅來納州立大學(xué)YT Zhu教授課題組合作,在碳納米管薄膜纏繞的過程中,通過噴霧法引入聚合物,得到高碳納米管含量的聚合物復(fù)合材料。該復(fù)合材料呈現(xiàn)出比碳纖維復(fù)合材料更優(yōu)異的力學(xué)和導(dǎo)電性能。
利用取向碳納米管薄膜定向的電子輸運特點,首次報道了具有梯度變色的碳納米管/氧化鎢復(fù)合柔性薄膜。