中國粉體網(wǎng)訊 近日，華東理工大學王健農(nóng)教授領(lǐng)導的課題組在碳納米管(CNT)薄膜的連續(xù)制備和性能優(yōu)化方面取得重要進展。所制備的薄膜具有良好的取向性和致密性，具有超高的抗拉強度（高達9.6 GPa）。其相關(guān)成果以“High-Strength Carbon Nanotube Film from Improving Alignment and Densification”為題發(fā)表在納米領(lǐng)域國際著名期刊 Nano letters上。
圖例: （a）所制備的CNT薄膜, (b) 拉伸曲線, (c) 斷口形貌
CNT自1991年被發(fā)現(xiàn)以來，由于其優(yōu)異的力學性能、電學特性、極高的熱導率、良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等都使其在納米結(jié)構(gòu)及功能復合材料、場效應晶體管、透明電極、鋰離子電池、超級電容器等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應用潛力。但是只有將CNT組裝成宏觀材料，如薄膜，才能充分發(fā)揮其優(yōu)越性能，實現(xiàn)其潛在應用。因此如何連續(xù)制備CNT薄膜并保持單根CNT的優(yōu)良性能就成為了科學界和產(chǎn)業(yè)界的共同夢想。
針對上述問題，王健農(nóng)教授課題組創(chuàng)新性地利用浮動化學氣相沉積法連續(xù)制備出CNT宏觀筒狀物，并在開放大氣環(huán)境下將筒狀物直接沉積在滾筒上，制備得到大面積CNT薄膜。通過滾筒對筒狀物的牽引來提高薄膜的取向性，然后采用機械輥壓工藝提高薄膜的致密性，成功制備出高強度(9.6 GPa)、高楊氏模量 (130 GPa)和高延伸率(8%)的CNT薄膜材料。其抗拉強度值遠遠高于已報道的CNT及其它人造纖維和薄膜的強度值，在航空航天等高端領(lǐng)域具有重要應用。
CNT自1991年被發(fā)現(xiàn)以來，由于其優(yōu)異的力學性能、電學特性、極高的熱導率、良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等都使其在納米結(jié)構(gòu)及功能復合材料、場效應晶體管、透明電極、鋰離子電池、超級電容器等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應用潛力。但是只有將CNT組裝成宏觀材料，如薄膜，才能充分發(fā)揮其優(yōu)越性能，實現(xiàn)其潛在應用。因此如何連續(xù)制備CNT薄膜并保持單根CNT的優(yōu)良性能就成為了科學界和產(chǎn)業(yè)界的共同夢想。
針對上述問題，王健農(nóng)教授課題組創(chuàng)新性地利用浮動化學氣相沉積法連續(xù)制備出CNT宏觀筒狀物，并在開放大氣環(huán)境下將筒狀物直接沉積在滾筒上，制備得到大面積CNT薄膜。通過滾筒對筒狀物的牽引來提高薄膜的取向性，然后采用機械輥壓工藝提高薄膜的致密性，成功制備出高強度(9.6 GPa)、高楊氏模量 (130 GPa)和高延伸率(8%)的CNT薄膜材料。其抗拉強度值遠遠高于已報道的CNT及其它人造纖維和薄膜的強度值，在航空航天等高端領(lǐng)域具有重要應用。
