近日，華東理工大學(xué)機械與動(dòng)力工程學(xué)院王健農教授課題組在碳納米管薄膜的連續制備和性能優(yōu)化方面取得重要進(jìn)展。因所制備的薄膜具有良好的取向性、致密性和超高的抗拉強度（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(zhù)名期刊Nano Letters上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b03863)。
碳納米管自1991年被發(fā)現以來(lái)，由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)特性、極高的熱導率、良好的熱穩定性和化學(xué)穩定性等特點(diǎn)，都使其在納米結構及功能復合材料、場(chǎng)效應晶體管、透明電極、鋰離子電池、超級電容器等諸多領(lǐng)域中具有廣闊的應用前景。研究表明，只有將碳納米管組裝成宏觀(guān)材料，如薄膜，才能充分發(fā)揮碳納米管的優(yōu)越性能，實(shí)現其潛在應用。因此，如何連續制備碳納米管薄膜并保持單根碳納米管的優(yōu)良性能就成為了科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界人士的共同夢(mèng)想。
針對上述問(wèn)題，王健農教授課題組創(chuàng )新性地利用浮動(dòng)化學(xué)氣相沉積法連續制備出碳納米管宏觀(guān)筒狀物，并在開(kāi)放大氣環(huán)境下將筒狀物直接沉積在滾筒上，制備得到了大面積碳納米管薄膜。通過(guò)滾筒對筒狀物的牽引來(lái)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%)的碳納米管薄膜材料。因其抗拉強度值遠遠高于所有已發(fā)表文獻中的強度值，在航空航天等高端領(lǐng)域中將有重要應用。
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