元素百科介绍超长碳纳米管束的拉伸强度,杀死所有纤维。记者从清华大学化学系魏飞教授团队获悉,该团队与清华大学航空航天学院李西德教授团队合作,在超级碳纳米管纤维领域取得重大突破——世界上首次报道了接近单碳纳米管理论强度的超长碳纳米管束,其拉伸强度超过了已知的所有其他纤维材料。

碳纳米管被认为是目前发现的最强大的材料之一。理论计算表明,它是唯一能帮助我们实现太空电梯梦想的材料。然而,当单个碳纳米管被制成宏观材料时,其性能往往“大大降低”,远低于理论值。
魏飞向记者解释说:“主要原因是碳纳米管有缺陷,形成纤维的碳纳米管长度较短,在张力作用下容易从缺陷中断裂,容易相互滑动。”
超长碳纳米管的长度可达厘米甚至分米,结构完美,机械性能接近理论极限,在制备超强纤维方面具有巨大优势。据魏飞介绍,研究团队采用气流聚焦法,制备了厘米级连续超长碳纳米管束,具有确定的组成、完美的结构和平行排列,然后另辟蹊径,将管束的拉伸强度提高到80GPa以上,接近单根碳纳米管的拉伸强度,证明随着碳纳米管根数的增加,强度可以保持。
魏飞表示,结合团队超长碳纳米管的宏量制备方法,结合这种制备超强碳纳米管束的新方法,可以开发超长超强碳纳米管纤维,为下一代结构材料的产业化奠定基础。超级纤维有望在大型飞机、大型运载火箭、超级建筑等领域展示其技能。
该研究得到了国家自然科学基金委员会和国家重大研究发展计划的资助,相关成果发表在最近出版的《自然纳米技术》的在线版本中。

