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“微梳理”有效提高碳纳米管性质
发布:shadow   时间:2015/5/20 9:06:47   阅读:1230 
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材料与测试: “微梳理”有效提高碳纳米管性质
缠绕在圆棒上的碳纳米管:上面的黑色带状是经过“梳理”过的部分,因此它反射光线的效果更好。
 
来自美国北卡罗莱纳州立大学和中国苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究人员已经成功研制出了一种新型并且相对廉价的“校准”碳纳米管的方法。该方法基于一种被称为“微梳理”的技术之上。利用这种简单工艺能够制备出大而纯净的碳纳米管薄膜,与先前制备的碳纳米管薄膜相比具有更高的强度和更好的导电性。这种新型方法能够扩展规模制备出超强的、导电性能更佳的碳纳米管薄膜以用于航空航天和电子产品等领域。
 
在研究超强碳纳米管薄膜时,研究人员发现碳纳米管的波度和偏差是限制碳纳米管薄膜强度的关键因素。于是他们尝试采用一种梳理工艺对其进行“梳理”,这种方法类似于传统纺织工业中在棉花纺丝前期对棉花所做的处理工艺。该研究成果发表在《small》杂志上。
 
研究人员在一个传统的基体上制备出了密集排列的碳纳米管。随着碳纳米管互相缠绕,将这种密集排列的碳纳米管牵引拉伸成连续的只有几纳米厚度的丝带状,在将其绕轴前,将这种丝带状碳纳米管缠绕在几个手术刀片之间,这种刀片边缘含有微小的裂缝。正是这些微米级别的小裂缝组成了一个“微型梳子”,能够将碳纳米管很好的进行梳理,就像一个梳子理顺蓬乱的头发一样。同时该方法还能够减少碳纳米管薄膜上的结构缺陷,增大碳纳米管的组装密度。
 
将这种丝带状碳纳米管缠绕在卷轴上需要用到酒精溶液,因为它能够使碳纳米管彼此更靠近些,并且使得彼此之间的键变得更强。由于这种丝带状碳纳米管缠绕在一个卷轴上,因此它也将缠绕在自身之上,最终就会产生碳纳米管的层状薄膜,研究人员能够通过改变层数以控制这种薄膜的厚度。参与该项目的研究人员表示利用该方法制备出来的一米宽薄膜的抗拉强度是未“梳理”的碳纳米管薄膜的两倍多,同时导电性也要高出80%。
 
该项研究表明在微米级别上对碳纳米管进行“梳理”以制备出强度更高、导电性更好的碳纳米管是十分重要的。然而,该文章的通讯作者 Yuntian Zhu指出:“这是一个重要的进步,但是我们仍然需要继续研究以找出制备整齐碳纳米管的更直接的方法”。他们目前正打算利用一种聚合物基体,例如环氧树脂和二苯甲烷双马来酰亚胺树脂(BMI)去制备出更强的碳纳米管复合材料,同时,也会设计出特殊的“微型梳子”对其进行更有效的梳理。



来源:材料与测试
译者:vince
译自materialstoday
 
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