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阿联酋开发出了一种新型“巴基纸(buckypaper)"

2016-10-28 161浏览 标签: 玛斯达尔巴基纸
研究背景

“巴基纸”是一种碳纳米管薄膜,也就是利用范德华力和结构间的相互缠结,将纳米尺度的碳结构组装起来,形成的具有多孔疏松结构的薄片纸状结构。巴基纸是一种结构材料,可以用于复合材料,磁性材料,生物传感器,微孔滤膜、电极、催化等功能材料和结构的开发。巴基纸的研究也是纳米材料研究中的一个重要方向。近日阿联酋马斯达尔理工学院的研究人员就开发了一种新型巴基纸,其导电性和导热性超过之前的绝大多数巴基纸。
研究内容

马斯达尔理工学院开发的这种巴基纸是以美国著名的洛克希德马丁公司提供的碳纳米结构(carbon nanostructure)作为原料的。洛克希德马丁下属的应用纳米结构解决方案(ANS)公司提供的此种碳纳米结构是一种黑色的粉末状薄片,包含了数百碳纳米管,在该公司的这一独特的纳米结构中每个片层里的碳纳米管都是对齐的,这使得它们具有较好的导热性和导电性。

可是洛克希德马丁的碳纳米结构是粉末形态无法直接使用,必须对其进行加工。马斯达尔理工学院的研究人员面临的挑战是要用洛克希德马丁的碳纳米管结构制造出一些“有用的东西”但又不能损坏碳纳米管的特性或者打乱其规整的排列。该研究团队将洛克希德马丁的碳纳米结构同一种聚合物混合,获得了一种巴基纸,它成功地保持了碳纳米管的整齐排列,并且该材料已证实具有更高的热电传导性和更强的力学性能,其导电性提升了113%,而抗拉强度提升了67%,杨氏模量提升了86%。

马斯达尔理工学院的研究人员使用独特的原料使得该巴基纸中的碳纳米管实现自排列,这一自排列过程是巴基纸的导电性,导热性和机械性能大幅度提升的关键所在。

马斯达尔理工学院对于碳纳米管研究颇为重视,他们已经进行了许多尖端碳纳米管研究项目,包括制备碳纳米管增强混凝土,电容量提升50倍的超级电容器,能够与有机微污染物相结合的吸收膜等尝试。

研究意义

    碳纳米管的优异性能是人类有目共睹的,而相比于石墨烯,碳纳米管的制备相对成熟,因而各国对碳纳米管的研究就更多的集中在了应用和精制环节。目前全球纳米管市场增长迅速,而巴基管作为碳纳米管的一种加工产品,同样具有广阔的市场前景,尤其像马斯达尔理工学院新开发的这种性能更加优异的巴基纸。这种新型巴基纸可以用于制备超轻复合材料,用于飞机先进雷击保护和更强大的锂离子电池等高技术领域。


动态链接:https://news.masdar.ac.ae/explore-news/stories-by-type/innovation/item/9416-masdar-institute-s-new-nanomaterial-could-pave-the-way-for-more-protective-materials-and-efficient-batteries.html

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516302345





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