近日，華東理工大學機械與動力工程學院王健農教授領銜的課題組在碳納米管纖維的連續(xù)制備和性能優(yōu)化方面的研究取得重大進展，所制備的纖維不但強度高、韌性好，而且電學性能突出，相關成果發(fā)表于國際著名學術期刊Nature Communications。這是該課題組今年在Scientific Reports上發(fā)表兩篇論文后，再次在Nature子刊發(fā)表論文。

碳納米管自1991年被發(fā)現(xiàn)以來，一直被公認為是人們所能制造出來的最強、最剛、最韌的分子，是最好的熱和電的分子導體，在場效應晶體管、透明電極、納米結構及功能復合材料、鋰離子電池、超級電容器等諸多領域具有廣闊的應用前景。但若更好地實現(xiàn)碳納米管的優(yōu)良性能和諸多實際應用，必須將碳納米管組裝成宏觀材料，如纖維。因此如何連續(xù)制備碳納米管纖維并保持單根碳納米管的優(yōu)良性能成為了科學界和產業(yè)界的共同夢想。

針對上述問題，王健農教授課題組創(chuàng)新性地利用浮動化學氣相沉積法連續(xù)制備出碳納米管宏觀筒狀物，并在開放大氣環(huán)境中將筒狀物直接過水收縮成纖維，然后采用機械輥壓工藝提高纖維的致密性，成功制備出高強度(3.76–5.53 GPa)、高延伸率(8–13%)和高導電率(~2.0 × 104 S cm‾¹)的碳納米管纖維材料，其抗拉強度首次達到、韌性和導電性大大優(yōu)于傳統(tǒng)高強碳纖維的水平，在航空航天等高端領域將得到重要應用。

據(jù)了解，該研究工作得到了國家自然科學基金和上海市納米科技與產業(yè)發(fā)展促進中心的資助。