【集萃網(wǎng)觀察】開發(fā)將納米材料組裝成宏觀支架材料的方法是當(dāng)前納米技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。然而，即使碳納米管纖維具有優(yōu)越的性能，但制備方法的復(fù)雜性很大程度上阻礙了新材料的廣泛應(yīng)用。
近日，韓國科學(xué)技術(shù)研究院Hyeon Su Jeong和Seung Min Kim以及首爾國立大學(xué)Chong Rae Park合作，證明了一種高效、連續(xù)的纖維紡絲方法用來生產(chǎn)高性能碳納米管（CNT）纖維(CNTF)的可行性。該研究成果以題為“Direct spinning and densification method for high-performance carbon nanotube fibers”發(fā)表在國際著名綜合學(xué)術(shù)期刊Nature Communications上。
在這項工作中，研究人員提出了一種優(yōu)化的紡絲方法，結(jié)合濕法紡絲和直接紡絲兩種方法的優(yōu)點，可以快速、連續(xù)地生產(chǎn)高度對準(zhǔn)和致密化的CNTFs。當(dāng)直接紡制的CNTF浸入氯磺酸（CSA）中時，CSA滲透并使CNT質(zhì)子化, CNTF膨脹。在此狀態(tài)下適當(dāng)拉伸CNTF可重新排列纏繞CNT以改善其在軸向上的對準(zhǔn)性。然后，當(dāng)CNTF浸入凝固浴中時，通過溶解性差驅(qū)動的相分離，將CSA從排列良好的CNTF中擠出，以形成具有良好排列結(jié)構(gòu)的高填充CNTF。從合成碳納米管到制備高度致密、排列整齊的CNTFs，加工時間少于1 min。通過對直接紡絲條件的優(yōu)化，研究人員成功地制備了高取向和致密的碳納米管。新制備的碳納米管拉伸強度高達4.44 N/tex，比導(dǎo)電率高達2270 S□m2/kg。
初紡CNTF對CSA致密化過程的影響
這一工作清楚地表明，在適當(dāng)?shù)馁|(zhì)子化度(DOP)下優(yōu)化致密化工藝，以及改善初紡CNTFs的紡絲條件，對于獲得較高的致密化效率，改善碳納米管的性能至關(guān)重要。通過該方法制備出來的CNTFs具有質(zhì)量輕、抗拉伸、硬度大、導(dǎo)電性好以及高靈活性等優(yōu)點，它們適用于各類高附加值的應(yīng)用。
來源：互聯(lián)網(wǎng)
手機版印花網(wǎng)
微信號：yinhuashijie
