中美科學家研制出一種介于碳纖維和碳納米管之間的海綿式碳管,該碳管比傳統的碳纖維更輕更柔韌。相關研究刊登在近期的《自然》雜志的網絡版上。
上海同濟大學的彭慧生(音譯)及其同事發現,由熱乙烯和液態石蠟組成的碳蒸汽遇冷將凝結成幾十微米寬、幾厘米長的純凈碳管。該碳管的抗張強度大于傳統的碳纖維,當用力拉扯它時,該碳管不會裂開,具有很好的柔韌性和延展性。
該碳管呈圓柱狀,內側僅厚1.4微米,內側結構類似于泡沫,具有很好的滲透性。這種海綿式的結構結合了碳本身具有的輕巧,使得該碳管的密度很低,1立方米里僅重0.1克,而一般同樣大小的碳纖維則重達2克。
研究人員稱,該碳纖維可以被用來制造高強度的物質,比如防彈衣等,該碳管可能會比目前用于超強電纜以及防彈衣的凱夫拉爾纖維(一種質地牢固重量輕的合成纖維)更為柔韌,效果更好。
麻省理工學院物理與電機系教授、碳納米管的頂尖專家米爾德里德·爵瑟郝絲說,“這是一種新形式的碳。以前,氣孔狀的碳也有,但它們都很脆弱,容易折斷,這種新的氣孔狀碳管的導電性也很好,它們將在需要柔韌性的‘紡織物電子學’方面大展拳腳。”
研究人員將這種結構稱為“巨大的碳管”,因為它們同碳納米管相比要大很多。一直以來,科學家都試圖將碳納米管變成纖維和其他混合物,但種種嘗試都以失敗告終———大規模的纖維的強度不如人愿,而這個新的“巨大的碳管”的抗張強度比傳統碳纖維更大。
上海同濟大學的彭慧生(音譯)及其同事發現,由熱乙烯和液態石蠟組成的碳蒸汽遇冷將凝結成幾十微米寬、幾厘米長的純凈碳管。該碳管的抗張強度大于傳統的碳纖維,當用力拉扯它時,該碳管不會裂開,具有很好的柔韌性和延展性。
該碳管呈圓柱狀,內側僅厚1.4微米,內側結構類似于泡沫,具有很好的滲透性。這種海綿式的結構結合了碳本身具有的輕巧,使得該碳管的密度很低,1立方米里僅重0.1克,而一般同樣大小的碳纖維則重達2克。
研究人員稱,該碳纖維可以被用來制造高強度的物質,比如防彈衣等,該碳管可能會比目前用于超強電纜以及防彈衣的凱夫拉爾纖維(一種質地牢固重量輕的合成纖維)更為柔韌,效果更好。
麻省理工學院物理與電機系教授、碳納米管的頂尖專家米爾德里德·爵瑟郝絲說,“這是一種新形式的碳。以前,氣孔狀的碳也有,但它們都很脆弱,容易折斷,這種新的氣孔狀碳管的導電性也很好,它們將在需要柔韌性的‘紡織物電子學’方面大展拳腳。”
研究人員將這種結構稱為“巨大的碳管”,因為它們同碳納米管相比要大很多。一直以來,科學家都試圖將碳納米管變成纖維和其他混合物,但種種嘗試都以失敗告終———大規模的纖維的強度不如人愿,而這個新的“巨大的碳管”的抗張強度比傳統碳纖維更大。