DWCNTF демонструють надзвичайну електропровідність 1,1 × 10⁷ См/м і можуть нести високу щільність струму 8,0 × 10⁸ А/м². Крім того, вони мають міцність на розрив 1,65 ГПа і в'язкість 130,9 МДж/м³, що робить їх одними з найміцніших і найдовговічніших волокон з вуглецевих нанотрубок мокрого прядіння сьогодні.
А тим часом Обмеження термоядерного синтезу, яке вважали законом, було брехнею: його перевершили вдесятеро
Розроблені командою Шеньянської національної лабораторії матеріалознавства, ці волокна мають потенціал для використання в аерокосмічній та інших критично важливих галузях, включаючи зберігання енергії.
Високоефективні волокна з відмінною електропровідністю, міцністю і в'язкістю стають все більш необхідними для заміни традиційної міді в різних сферах застосування.
Передові інновації
Вуглецеві нанотрубки (ВНТ) ідеально підходять для високопродуктивних волокон завдяки своїм винятковим властивостям. Однак ці переваги часто нівелюються, коли ВНТ формуються у великі волокна, головним чином через контактний опір і слабку взаємодію між трубками.
Поширений метод мокрого прядіння забезпечує високу провідність і достатню міцність, але через ці проблеми поступається індивідуальним ВНТ.
Вирівнювання та пакування ВНТ мають вирішальне значення для продуктивності волокна, а тріщини, що утворюються під час виробництва через нерівномірну дифузію у ванні, ще більше знижують продуктивність, створюючи нерівномірні пори.
Щоб подолати ці проблеми, дослідники застосували передовий метод "сухо-струменевого мокрого прядіння". Цей метод покращує якість волокна шляхом кращого вирівнювання полімерів і зменшення тріщин, що раніше не застосовувалося до волокон ВНТ.
У своєму дослідженні дослідники успішно виготовили DWCNTF з високою провідністю та ємністю шляхом прядіння довгих високомолекулярних DWCNT зі стабільним повітряним зазором, досягнувши відмінного вирівнювання та щільності. Волокна досягли високого коефіцієнта орієнтації 0,994 і щільності 1,96 г/см³.
Рекордна провідність
Дослідження команди демонструють, що їх волокна досягають рекордно високої електропровідності, досягаючи 86 відсотків провідності міді, що є важливим показником для електричних характеристик. Окрім вражаючої провідності, волокна також демонструють міцність на розрив 1,65 ГПа, що є одним з найвищих показників для волокон, вироблених за допомогою цього методу.
Дослідники також перевірили довговічність волокон, виявивши, що їхня цілісність і провідність залишилися неушкодженими навіть після понад 5 000 циклів згинання. Таке покращення характеристик волокна вирішує попередні проблеми, пов'язані з контактним опором і слабкою міжтрубною взаємодією, що знаменує собою суттєве вдосконалення технології волокон з вуглецевих нанотрубок, згідно з повідомленням South China Morning Post (SCMP).
Дивіться також Інтернет майбутнього: вчені досягли неймовірної швидкості передачі даних
Наразі вуглецеве волокно є стандартом для високоефективних матеріалів у таких передових галузях, як аерокосмічна, а такі компанії, як Airbus і Boeing, використовують композитні матеріали, армовані вуглецевим волокном, у своїх авіаційних модулях.
Однак вуглецеві нанотрубки можуть перевершити вуглецеве волокно, пропонуючи більшу ефективність і відкриваючи нові можливості для таких застосувань, як зберігання енергії та космічні ліфти.