华东理工教授制备高强度碳纳米管纤维材料

　　近日，华东理工大学机械与动力工程学院王健农教授领衔的课题组在碳纳米管纤维的连续制备和性能优化方面的研究取得重大进展，所制备的纤维不但强度高、韧性好，而且电学性能突出，相关成果发表于国际著名学术期刊Nature Communications。这是该课题组今年在Scientific Reports上发表两篇论文后，再次在Nature子刊发表论文。

碳纳米管自1991年被发现以来，一直被公认为是人们所能制造出来的最强、最刚、最韧的分子，是最好的热和电的分子导体，在场效应晶体管、透明电极、纳米结构及功能复合材料、锂离子电池、超级电容器等诸多领域具有广阔的应用前景。但若更好地实现碳纳米管的优良性能和诸多实际应用，必须将碳纳米管组装成宏观材料，如纤维。因此如何连续制备碳纳米管纤维并保持单根碳纳米管的优良性能成为了科学界和产业界的共同梦想。

针对上述问题，王健农教授课题组创新性地利用浮动化学气相沉积法连续制备出碳纳米管宏观筒状物，并在开放大气环境中将筒状物直接过水收缩成纤维，然后采用机械辊压工艺提高纤维的致密性，成功制备出高强度(3.76–5.53 GPa)、高延伸率(8–13%)和高导电率(~2.0 × 104 S cm‾¹)的碳纳米管纤维材料，其抗拉强度首次达到、韧性和导电性大大优于传统高强碳纤维的水平，在航空航天等高端领域将得到重要应用。

据了解，该研究工作得到了国家自然科学基金和上海市纳米科技与产业发展促进中心的资助。