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旧版蒙特卡罗最高占成 : 纺织学院碳纳米管纱线结构与功能调控领域的研究取得系列进展

发布时间: 2020-06-25

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近期,旧版蒙特卡罗最高占成 :我校纺织学院许福军副教授课题组基于仿生原理对碳纳米管纱线的结构与性能进行调控,取得系列进展。相关成果以“循环拉伸训练诱导碳纳米管纱线的仿生结构重组行为”(Bioinspired microstructure-reorganized behavior ofcarbon nanotube yarn induced by cyclic stretching training)和“用于可穿戴电子器件的仿生结构超拉伸导电纤维”(Bioinspired Super elastic Electroconductive Fiberfor Wearable Electronics)为题,以东华大学为第一单位分别发表于材料领域著名期刊J Mater. Chem. C(材料化学杂志C)和ACS Appl. Mater. Inter.(美国化学学会应用材料与界面)上,论文的第一作者分别为纺织学院本科毕业生吴建花和王志勇,通讯作者为许福军副教授。

碳纳米管纱线是一种多层级结构的纯碳纳米管线状集合体。目前,纺丝得到的碳纳米管纱线内部结构松散,相互作用较弱,导致碳纳米管各项优异性能不能在宏观尺度上有效进行传递。需要调控其微观结构,改善其宏观力学和电学性能,扩大其应用前景。肌肉纤维具有特殊的多层次结构,人们通过多次机械训练后的肌肉纤维柔韧性和力量得到显著提高。基于肌肉纤维结构重组行为的启发,该课题组提出一种新的应变工程策略(循环拉伸或循环加载),通过施加优化的拉伸应变(10%)进行循环拉伸,CNT纱线在拉伸强度(+64%)、杨氏模量(+148%)、电导率(+30%)和压阻敏感性(+35%)等性能方面显著提高。经微观结构重组的碳纳米管纱线可广泛应用于高级耐磨纺织品、柔性电子产品和多功能复合材料等领域,该论文内容发表在J. Mater. Chem. C(材料化学杂志C)2020, 8, 117,并入选为2020年热点论文。

图3.碳纳米管薄膜的电热稳定性及其在织物上的应用

上述研究成果得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、东华大学励志计划等项目的支持。该课题组近两年在碳纳米管纱线和薄膜结构与性能调控领域的研究论文链接如下:

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http://www.066.sbc122.com/10.1016/j.compscitech.2019.107824;

http://www.msc038.com/510/10.1016/j.compositesa.2019.105728;

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撰写:许福军


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