中国北京大学研发高性能碳纳米管纤维
2026-04-13 18:51
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维度网讯,北京大学邹如强研究员与王启宁教授团队近日在纳米技术领域取得进展,通过将超低含量碳纳米管支架与三维互穿聚合物网络结合,成功研发出兼具高结晶度与高效热调节性能的相变纤维。该研究成果发表于《自然·通讯》杂志,实现了实验室相变工程向工业级可穿戴热管理系统的跨越。

研究团队采用双组分熔融纺丝及多级拉伸工艺,将碳纳米管均匀分散于液态正二十二烷中,并依次共混苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与高密度聚乙烯(HDPE),构建出牢固封装相变材料的三维网络。测试数据显示,该相变纤维在维持极低纳米管含量的同时,确保了结晶度与潜热储存能力的优化。

在应用验证环节,该纤维展现出卓越的机械鲁棒性与光热能量收集效率。实验结果表明,该纤维结构在纺织品加工流程中表现稳定,其切割与缝合保真度超过98%,满足规模化工业生产的要求。这种高性能纤维不仅解决了传统相变材料易泄漏、强度低的瓶颈,还显著提升了智能服装在复杂环境下的温度缓冲能力。

该项研究打通了从碳基相变复合材料到纤维、织物再到智能终端的全产业链制备流程。目前,该团队正致力于优化连续纺丝效率,旨在通过多级拉伸工艺进一步提升纤维的断裂强度与柔韧性。这一突破为高性能、可规模化生产的个人热调节系统提供了关键材料支撑,预示着智能织物在极端气温防护领域具备广阔应用前景。

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