超強的奈米碳管織布

 

刊登日期:2003/7/11
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美國德州大學奈米科技研究所的Ray H. Baughman研究團隊,以單層奈米碳管(SWCNT)為主成分,紡出織布(如圖一),可應用於製造超級電容器,並展現與市售最高級產品同等的性能。

Baughman研究團隊在2000年時曾利用其他研究者所研發的方法,製作出SWCNT線(論文發表在Science 290,1331-1334中)。此次則從膠態纖維(Gel Fibre)中,以每分鐘70cm以上的速度,成功製造出長約100m的奈米碳管纖維。繼之,在裝有PVA(Polyvinyl Alcohol)溶液的圓筒容器的中央注入纖維,製造出SWCNT/PVA複合的膠態纖維(如圖二)。直徑約50μm的纖維,約含有60%質量的SWCNT。該纖維經機械強度測試,延展韌度約570J/gm,抗拉強度約1.8GPa,相當於蜘蛛絲,甚至其能吸收的能量更是蜘蛛絲的3倍多。這種纖維輕盈、不起化學作用,但能導熱、導電。

利用此纖維可做成織布。預先將纖維在PVA/磷酸混合水溶液中被覆處理。經織好布之後,再次被覆處理,則直徑100μm的纖維織布,在製成超級電容器之後,其電容值約5F/gm,能量儲存密度為0.6Wh/kg(1V)。

此項成果發表在英國的Nature(Vol.423,P703)中。


圖一 奈米碳管纖維織布


圖二 纖維端面的掃描式電子顯微鏡照片。PVA矩陣中可觀察到SWCNT

 


資料來源: Nikkei Nanotechnology、newscientist 2003/6/12
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