作者:赫晓东等 来源:《先进材料》 发布时间:2012-6-8 14:51:23
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研究人员制备出碳纳米管弹簧
 
国际期刊《先进材料》5月30日以封底配图形式,报道了哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所赫晓东研究小组制备的碳纳米管弹簧,审稿人对这一成果给予高度评价,称其是一种非常迷人的结构。
 
碳纳米管1991年由日本科学家发现,其径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,所以利用碳纳米管制备电子器件很不容易。如何将具有纳米尺寸的碳纳米管制备成具有特殊功能的宏观体是科研人员一直追求的目标。
 
而弹簧一般用弹簧钢制成,用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等,传统的碳纳米管纤维的延伸率一般为5%~10%,并且在拉伸过程中,碳纳米管间发生不可逆滑移,使碳纳米管纺丝的最大拉伸应变较低,小于10%。
 
赫晓东小组采用两步法,先制出碳纳米管薄膜,再利用纺丝技术将碳纳米管薄膜纺成碳纳米管弹簧。该弹簧密度小、导电性好、柔性好、具有优异的弹性能,尤其在延伸率方面显示出不可比拟的优势,其最大延伸率可以达到285%,在拉伸应变为20%时,经1000次拉伸循环仍保持稳定的弹簧系数(100N/m),且导电性能几乎没有衰减。
 
这种碳纳米管弹簧直径可以达上百微米,而长度可以达几厘米,为制备出肉眼可见的电子器件提供了可能。
 
这项成果主要由赫晓东、李宜彬、曹安源和他们共同指导的博士生上媛媛完成。李宜彬告诉《中国科学报》记者,这种新型的碳纳米管纺丝结构具有广阔的应用前景,有望应用于可伸缩导体/电极、微型应变传感器、超级电容器、光伏、场发射、能量耗散纤维等领域,并且可以发展成具有多功能的碳纳米管纤维增强复合材料加以利用。(来源:中国科学报 张好成)
 
 
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