近日，韓國科學技術研究院Hyeon Su Jeong和Seung Min Kim以及首爾國立大學Chong Rae Park合作，證明了一種高效、連續(xù)的纖維紡絲方法用來生產(chǎn)高性能碳納米管（CNT）纖維(CNTF)的可行性。該研究成果以題為“Direct spinning and densification method for high-performance carbon nanotube fibers”發(fā)表在國際著名綜合學術期刊Nature Communications上。
在這項工作中，研究人員提出了一種優(yōu)化的紡絲方法，結合濕法紡絲和直接紡絲兩種方法的優(yōu)點，可以快速、連續(xù)地生產(chǎn)高度對準和致密化的CNTFs。當直接紡制的CNTF浸入氯磺酸（CSA）中時，CSA滲透并使CNT質(zhì)子化, CNTF膨脹。在此狀態(tài)下適當拉伸CNTF可重新排列纏繞CNT以改善其在軸向上的對準性。然后，當CNTF浸入凝固浴中時，通過溶解性差驅(qū)動的相分離，將CSA從排列良好的CNTF中擠出，以形成具有良好排列結構的高填充CNTF。從合成碳納米管到制備高度致密、排列整齊的CNTFs，加工時間少于1 min。通過對直接紡絲條件的優(yōu)化，研究人員成功地制備了高取向和致密的碳納米管。新制備的碳納米管拉伸強度高達4.44 N/tex，比導電率高達2270 S□m2/kg。
初紡CNTF對CSA致密化過程的影響
這一工作清楚地表明，在適當?shù)馁|(zhì)子化度(DOP)下優(yōu)化致密化工藝，以及改善初紡CNTFs的紡絲條件，對于獲得較高的致密化效率，改善碳納米管的性能至關重要。通過該方法制備出來的CNTFs具有質(zhì)量輕、抗拉伸、硬度大、導電性好以及高靈活性等優(yōu)點，它們適用于各類高附加值的應用。
來源：互聯(lián)網(wǎng)
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