Science Advances:碳纳米管石墨化,高性能碳纤维!

有鉴于此,为了在宏观尺度实现理论上的超高机械强度,西班牙马德里高等材料研究院(IMEDA)Juan J. Vilatela、韩国水原大学Seongwoo Ryu、韩国科学技术研究院(KIST)Bon-Cheol Ku等报道发展了一种碳纳米管通过聚结形成多维度纳米结构的方法,将均匀排列的单壁/双壁碳纳米管束通过石墨化导致纳米管发生坍塌、形成多层内壁结构。

Science Advances:碳纳米管石墨化,高性能碳纤维!

理论考察结果显示,CNT纤维具有优异的强度,但是实际情况CNT的机械性能比理论结果更低。

有鉴于此,为了在宏观尺度实现理论上的超高机械强度,西班牙马德里高等材料研究院(IMEDA)Juan J. Vilatela、韩国水原大学Seongwoo Ryu、韩国科学技术研究院(KIST)Bon-Cheol Ku等报道发展了一种碳纳米管通过聚结形成多维度纳米结构的方法,将均匀排列的单壁/双壁碳纳米管束通过石墨化导致纳米管发生坍塌、形成多层内壁结构。

本文要点:

(1)这种纳米结构形成内部相互连接的密堆积石墨畴网络结构,表现接近完美的排列结构和非常高的纵向结晶度,因此提高碳纳米管之间的剪切强度,同时维持较好的柔韧性。

(2)得到的纤维具有优异的抗拉强度(6.57 GPa),优异的模量(629 GPa),优异的导热性(482 W/m·K),优异的导电性(2.2 MS/m),性能突破了传统方法制备的碳纳米管纤维的极限。

Science Advances:碳纳米管石墨化,高性能碳纤维!

参考文献

Juan J. Vilatela*, Seongwoo Ryu*, Bon-Cheol Ku*. et al. Ultrahigh strength, modulus, and conductivity of graphitic fibers by macromolecular coalescence, Sci Adv 2022, 8(16), eabn0939

DOI: 10.1126/sciadv.abn0939

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn0939

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