Nano Letters报道华理碳纳米管薄膜材料研究新进展

来源: news.ecust.edu.cn

    近日，华东理工大学机械与动力工程学院王健农教授课题组在碳纳米管薄膜的连续制备和性能优化方面取得重要进展。因所制备的薄膜具有良好的取向性、致密性和超高的抗拉强度（高达9.6 GPa），其相关成果以“High-Strength Carbon Nanotube Film from Improving Alignment and Densification”为题发表在纳米领域国际著名期刊Nano Letters上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b03863)

    碳纳米管自1991年被发现以来，由于其优异的力学性能、电学特性、极高的热导率、良好的热稳定性和化学稳定性等特点，都使其在纳米结构及功能复合材料、场效应晶体管、透明电极、锂离子电池、超级电容器等诸多领域中具有广阔的应用前景。研究表明，只有将碳纳米管组装成宏观材料，如薄膜，才能充分发挥碳纳米管的优越性能，实现其潜在应用。因此，如何连续制备碳纳米管薄膜并保持单根碳纳米管的优良性能就成为了科学界和产业界人士的共同梦想。

    针对上述问题，王健农教授课题组创新性地利用浮动化学气相沉积法连续制备出碳纳米管宏观筒状物，并在开放大气环境下将筒状物直接沉积在滚筒上，制备得到了大面积碳纳米管薄膜。通过滚筒对筒状物的牵引来提高薄膜的取向性，然后采用机械辊压工艺提高薄膜的致密性，成功制备出高强度(9.6 GPa)、高杨氏模量 (130 GPa)和高延伸率(8%)的碳纳米管薄膜材料。因其抗拉强度值远远高于所有已发表文献中的强度值，在航空航天等高端领域中将有重要应用。