将碳纳米管纺丝成电子纱线

达拉斯德克萨斯大学的纳米技术人员发明了一种方法,首次将以前不可纺的颗粒制成纱线。这些纱线…
1月10日

位于达拉斯的德克萨斯大学的纳米技术专家发明了一种高效的电子纱线,可用于能量储存、转换或收集。这些纱线可以缝成织物和其他纺织品,可以用来把我们的衣服变成移动配件或太阳能电池。

纳米管

在纺织品中,纱线是由羊毛、棉花或其他材料织成的,而电子纱线则是由涂有特殊粉末的碳纳米管织成的。纳米管网充当了粉末颗粒的宿主,粉末颗粒赋予了纱线电子特性。通过使用不同的粉末作为纳米管网的涂层,每种纱线都有不同的用途,包括超导体、电池和燃料电池。

这种粉末被粘在由碳纳米管网制成的超强、超轻的主体材料上。研究人员沿着织网的长度制造了一排排的颗粒,这样当织网时,粉末颗粒就会沿着纱线的走廊流下来。这产生了非常高的导电性,使其在传输能量方面非常有效。

“这是纳米尺度的一个非常有趣的方面。由于纳米管的表面积非常大,粒子和纳米管之间的附着力可能非常高,”德克萨斯大学纳米技术研究所所长雷·鲍曼说。

在某些情况下,最终产品的粉末重量达到95%,这意味着纱线中几乎所有的重量都是由粘在纳米管上的颗粒贡献的。这是因为碳网很轻。

以前的技术不能有效地纺出这些粉末,通常唯一的解决办法是制造纱线,然后将粉末与最终产品结合,或者仅仅将其与纤维表面结合。在这种新方法中,在纺丝的第一阶段加入粉末。

鲍曼和他的团队使用了三种不同的螺旋技术来制造被称为阿基米德、双阿基米德和费马螺旋的纱线,它们的性能略有不同。“这些纱线非常柔韧,这意味着尽管其中含有95%的粉末,但它们可以编织、打结或缝制。这种灵活性对它们的应用非常重要。”这些纱线甚至足够耐用,可以经受住不同溶剂的考验,也可以在洗衣机里翻滚几下,而不会损失里面的粉末。

路易斯·奥格登(Louise Ogden)采访了德克萨斯州达拉斯纳米技术研究所的雷·鲍曼(Ray Baughman),介绍了他用碳纳米管和碳纳米粉制造纱线的工作。

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