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比铜好 比铝轻?新超薄碳纳米管织物促电子工业发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-06-22  浏览次数:108
核心提示:上个世纪90年代初,「碳纳米管」(CNT)就开始出现,且一直被誉为神奇材料,用于许多纳米技术领域。它的形状是微小的圆柱结构,由预先包装的石墨烯薄片组成,直径只有几纳米,是人类头发直径的千分之一。目前,单个
 上个世纪90年代初,「碳纳米管」(CNT)就开始出现,且一直被誉为“神奇材料”,用于许多纳米技术领域。
它的形状是微小的圆柱结构,由预先包装的石墨烯薄片组成,直径只有几纳米,是人类头发直径的千分之一。目前,单个碳纳米管比钢铁和碳纤维强度还要大,导电性比铜好,重量比铝更轻。

然而,一直以来的工业实践证明,它很难用于组成「纤维和薄膜」的材料。这些材料在厘米或者米的级别上,展示这些优秀的特性。挑战主要来源于:

因为CNT很小而且几何结构很难控制,所以集成和组装都十分困难。

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创新探索

最近,美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员合成了一种超薄的碳纳米管纺织品,通过它折射出了远古时代大自然中的化合物结构,且具有高导电性以及铜薄膜高出50倍的韧性,目前应用于电子领域。

这项研究的领导者是伊利诺伊大学机械科学和工程系的助理教授Sameh Tawfick,研究团队成员还有动能材料研究小组的前研究生、论文的领导作者Yue Liang,以及David Sias、Ping Ju Chen。

论文《由碳纳米管微管剪接而成的坚韧纳米结构的导电纺织品》"Tough Nano-Architectured Conductive Textile Made by Capillary Splicing of Carbon Nanotubes,"发表于《高级工程材料》杂志上。

核心技术

断裂能研究

从研究人员的知识角度来看,这是他们首次对于CNT织物「断裂能」的研究。

所以,Sameh Tawfick说:

“从我们的知识角度出发,这是首次采用「断裂力学原理」的研究,旨在设计和研究纳米架构的CNT织物。断裂力学的理论架构对于一些列线性和非线性材料来说具有很强的鲁棒性。”

Yue Liang评论说:

“对于CNT织物「断裂能」的研究,领导我们设计出这些极端坚韧的薄膜。”
 
 
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