近日，華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院王健農(nóng)教授課題組在碳納米管薄膜的連續(xù)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(qiáng)度（高達(dá)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(guó)際著名期刊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(xiàn)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(dǎo)率、良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，都使其在納米結(jié)構(gòu)及功能復(fù)合材料、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、透明電極、鋰離子電池、超級(jí)電容器等諸多領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明，只有將碳納米管組裝成宏觀材料，如薄膜，才能充分發(fā)揮碳納米管的優(yōu)越性能，實(shí)現(xiàn)其潛在應(yīng)用。因此，如何連續(xù)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(duì)上述問(wèn)題，王健農(nóng)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(xù)制備出碳納米管宏觀筒狀物，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(duì)筒狀物的牽引來(lái)提高薄膜的取向性，然后采用機(jī)械輥壓工藝提高薄膜的致密性，成功制備出高強(qiáng)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(qiáng)度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所有已發(fā)表文獻(xiàn)中的強(qiáng)度值，在航空航天等高端領(lǐng)域中將有重要應(yīng)用。
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