莱斯大学的一个跨学科团队开发出一种新型电加热元件，由碳纳米管纤维制成的导线和织物可在流动气体中提供更高的单位质量加热功率。该加热器项目研究发表于《Small》期刊，第一作者、应用物理学研究生Monisha Vijay Kumar表示：“工业供热电气化是脱碳过程中最重要也是最困难的环节之一。我们想了解，一类完全不同的材料是否能够拓展燃气加热的可能性。”

工业设施通常需要加热气体用于化学品生产、干燥、热处理等流程，目前多通过燃烧燃料实现。将加热元件直接置于气流中的浸没式加热虽能提高效率，但对材料要求严苛。该加热器项目研究发现，碳纳米管纤维兼具适用于焦耳加热的电阻率、卓越的强度重量比和高导热性，比传统金属合金加热器表现更优。机械工程系助理教授Daniel J. Preston指出：“当加热器直接浸入气流，几何形状、稳定性和性能都紧密耦合。”

研究团队并未将碳纳米管纤维适配现有设计，而是完全用其构建了单丝、平行阵列和类似纺织品的织物等多种装置。在多种配置下，碳纳米管纤维加热器始终比同类金属元件具有更高的比功率负载。在非氧化性环境中，碳基材料优势尤为显著。机械工程助理教授Geoff Wehmeyer解释：“它们的高导热性有助于分散热量、抑制局部热点，这是加热器失效的常见原因。”该加热器项目还借鉴了纺织工艺，将纤维纱线编织、针织成轻质、高表面积的结构。该研究得到了美国国家科学基金会、能源部、壳牌公司等支持，并与已实现碳纳米管纤维商业化生产的DexMat公司合作。

出版详情：作者：Monisha Vijay Kumar等人，标题：《用于气体加热的碳纳米管纤维器件的高比功率负载》，发表于：Small(2026)。期刊信息：《Small》