水凝胶表面沟槽内液流诱导制备具有取向碳纳米管的超韧高强纳米复合纤维

来源：中国科学材料

        纳米复合纤维由于其广泛的应用前景受到科学家的关注。但是在温和条件下制备具有优异断裂韧性与高强度的纳米复合纤维仍然面临很大的挑战。

        近日，北京航空航天大学刘明杰教授等人在Science China Materials上发表研究论文，展示了一种简单的基于液流组装的策略用于制备具有超高断裂韧性与强度的纳米复合纤维。在准液态的水凝胶表面和重力的双重作用下，含有碳纳米管的水溶液可以沿水凝胶沟槽极快速地流动，从而诱导碳纳米管取向排列。制备出的纳米复合纤维拉伸强度和断裂韧性分别高达643±27 MPa和77.3±3.4 MJ m−3， 极限断裂伸长率14.8±1.5%。这种具有较强普适性和高效率的液流诱导取向策略为高性能纳米复合纤维的实际应用提供了新的可行的发展方向。 

图1 CNTs/CA纳米复合纤维的制备及其结构。