低環境負荷之奈米碳管複合纖維素纖維,強度與拉伸率均接近嫘縈

 

刊登日期:2024/7/29
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日本產業技術綜合研究所(AIST)與Omikenshi、信州大學共同開發了一項強度與拉伸度相當於嫘縈(Rayon)且低環境負荷之奈米碳管複合纖維素纖維。研究團隊將奈米碳管以多個奈米碳管束的形式分散在離子液體中。既有採用的方法中,奈米碳管是呈現一根一根孤立狀態下的分散,很容易導致品質下降。此次則透過上述手法添加0.1質量%的奈米碳管,進而在維持纖維素纖維強度的同時,俾使拉伸率增加了30%,且韌性增加了40%。

此外,當分散液中奈米碳管束的尺寸在約400~800 nm的範圍時,確認纖維素纖維的拉伸度提高且強度保持不變。纖維紡絲速度(最大捲繞速度)也增加了30%,提高了生產率。對纖維結構進行分析後,可知透過將奈米碳管束的直徑設定為10~100 nm左右(與纖維素纖維的中間階層構造同等程度),使其均勻分佈於紗線中,即可形成補強效果。

此外,與現有研究報告所發表之添加了各種奈米碳管(0.1~50質量%)或二氧化矽等其他補強材料(1~50質量%)的纖維素纖維相比,此次新開發的纖維具有最高的強度。新開發的奈米碳管複合纖維素纖維可望適用於失壓續跑胎(Run Flat Tire)等自動駕駛汽車相關領域。今後研究團隊將進一步投入實用製程的開發與複合纖維的試作,並計畫與輪胎製造商合作並展開試作品評估。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20240625/pr20240625.html
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