轻轻一拉，碳纳米管纤维轻松GET！

     导读

由于具有优异的力学性能、电学性能和化学稳定性，碳纳米管（CNTs）在可穿戴电子设备领域具有良好的应用前景。尽管碳纳米管的性能优异，由独立的碳纳米管制造器件具有非常大的挑战性，碳纳米管通常以纤维、阵列或者薄膜的形式被使用。导电和导热性能优异的碳纳米管纤维能够在许多方面得到应用：防火板、轻质复合材料、增材制造、太空升降舱、智能纺织和可穿戴电子、太阳能电池板、传感器、执行器、电极等柔性电子元件、传输线、电容器和无源元件等。

近日，俄罗斯斯科尔科沃科学技术学院 Nasibulin, Albert G.等人研发了一种制备碳纳米管纤维的新方法，并将其命名为湿拉法（WP）。通过使薄膜和溶剂性质的调整组合，这种方法可以直接从碳纳米管薄膜（过滤器上收集的或是沉积在任何基底上的）得到碳纳米管纤维。相关研究以“A novel straightforward wet pulling technique to fabricate carbon nanotube fibers”为题，发表在《Carbon》上。

图文解读

图一. 单璧碳纳米管纤维的制备过程            步骤1：准备合适尺寸的SWCNT条状薄膜；   步骤2：用乙醇将SWCNT薄膜浸渍；            步骤3：用镊子拉出SWCNT条；   步骤4：干燥

图2（a）显示了通过气溶胶CVD方法生产的原始薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图像，薄膜中的SWCNT具有随机取向性。     图2（b）显示了SWCNT纤维结的SEM图，证明其具有高抗扭性。制备的SWCNT纤维具有致密的形态，这是在纤维制备期间有效的薄膜折叠和压缩的结果。   图2（c）显示了通过聚焦离子束技术（FIB）切割后的SWCNT纤维横截面。

总结

作为一种用于CNT纤维制造的新技术，湿拉法具有制备简单、效率高且成本低的优势，使其能够用于小规模和大规模功能性CNT纤维器件的生产。通过改变CNT薄膜的参数，SWCNT纤维的强度可以从300至700MPa，电阻从60到300欧姆（对于1cm长的纤维）变化。利用该CNT纤维制备二极管电路构建了触觉传感器，脉冲计和无源电子元件，发现其具有良好的灵敏度、稳定性和耐用性。不同种类的碳纳米管均可使用这种方法制备CNT纤维，且可快速制造出有源和无源柔性电子元件。该WP法可以通过使用卷到卷生产来扩大生产，有望扩大功能性碳纳米纤维在各种应用中的使用。

DOI：10.1016/j.carbon.2019.04.111

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