辛辛那提大学的工程师们正在利用与赖特-帕特森空军基地的合作伙伴关系，开发可以给手机充电的服装。
过来，钢铁侠。
使这成为可能的是碳纳米管的独特特性：强大、导电和耐热的大表面积。
坎特伯雷大学工程与应用科学学院与美国空军研究实验室签订了一项为期五年的协议，以开展能够加强军事技术应用的研究。
坎特伯雷大学教授维塞林·沙诺夫与研究伙伴、坎特伯雷大学教授马克·舒尔茨共同领导坎特伯雷大学的纳米世界实验室。他们一起利用自己在电气、化学和机械工程方面的专业知识，制造出能够驱动电子设备的“智能”材料。
“主要的挑战是将这些美丽的特性转化为利用它们的强度、导电性和耐热性，”Shanov说。
舒尔茨表示，制造业正处于碳复兴的风口浪尖。碳纳米管将取代汽车和飞机上的铜线，以减轻重量和提高燃料效率。碳将过滤我们的水，并通过新的生物传感器告诉我们更多关于我们的生活和身体的信息。
碳将取代聚酯和其他合成纤维。并且由于碳纳米管是地球上最黑最近的物体，因此吸收99.9％的所有可见光，您可能会说碳是新的黑色。
"过去，金属在制造业产品中占主导地位，" Schulz说。“但我认为碳将在许多领域取代金属。
“斯科兹说：”碳革命将成为一项新的碳素时代 - “。
UC的Nanoworld Lab指示30岁毕业生和本科生的集体工作。
其中之一，加州大学研究助理Sathya Narayan Kanakaraj共同撰写了一项研究，研究如何提高干纺碳纳米管纤维的抗拉强度。他的研究结果发表在6月份的《华尔街日报》上材料研究的成功.
研究生Mark Haase，过去的一年探索了赖特 - 帕特森空军研究实验室的碳纳米管应用。通过合作伙伴关系，UC学生使用空军实验室的复杂设备，包括X射线电脑断层扫描，分析样品。Haase一直在使用空军设备，帮助他的同学与他们的项目。
“这促使我们在团队中工作，并专业化。这些都是我们在企业研究和产业中看到的动态。”“如今，工程是一项集体活动，所以我们可以利用这一点。”
加州大学研究生Mark Haase在电池供电的灯中演示了碳纳米管纤维的导电性。CREDIT Joseph Fuqua II/UC Creative Services
加州大学的研究人员通过一种称为化学气相沉积的过程，在真空室中加热，在四分之一大小的硅片上“生长”纳米管。
“每个粒子都有一个成核点。通俗地说，我们可以称之为一粒种子。
“我们的含碳气体被引入反应器。当碳气体与我们的“种子”相互作用时，它会分解并在表面重新形成。我们让它长到我们想要的大小，”他说。
研究人员几乎可以使用任何碳，从酒精到甲烷。
“我记得有一组人用女童子军饼干炫耀自己。如果它含有碳，你可以把它变成一个纳米管，”哈斯说。
加州大学的纳米世界实验室在2007年创造了一项世界纪录，培育出了一种长度接近2厘米的纳米管，这是当时实验室生产的最长的碳纳米管阵列。今天的实验室可以制造出比现在长很多倍的纳米管。
加州大学的研究人员在实验室的一个工业线轴上拉伸这个小纤维方块。突然之间，这片微小的碳薄片变成了类似蜘蛛丝的纺线，可以织成纺织品。
“它就像一种纺织品，”沙诺夫说。“我们可以像机器线一样组装它们，并将它们用于各种应用，从传感器到跟踪水中的重金属，或能源存储设备，包括超级电容器和电池。”
对于军方来说，这可能意味着更换收取越来越多的电子产品的重型电池，这些电子设备可以弥补士兵的装载：灯光，夜视和通信装备。
“尽管他们携带的三分之一的重量只是电力为他们所有设备的电池，”Haase表示。“所以即使我们能够刮掉它，它也是在田野里对他们来说是一个很大的优势。”
医学研究人员正在研究碳纳米管如何帮助提供目标剂量的药物。
“在外层，你可以添加一个蛋白质分子。细胞会读到并说，‘我想要吃它。所以我们可以提供药物来支持健康的细胞，恢复生病的细胞，甚至杀死癌细胞。”
但首先，研究人员想要确定碳纳米管是无毒的。
“这就是他们行动缓慢的原因，”哈斯说研究发现，在高剂量或急性暴露时，碳纳米管会造成类似石棉的肺损伤。我们最不想做的事情就是治愈一种癌症，却发现它给了你一种不同的癌症。”
初步结果令人鼓舞。
别指望碳纳米管很快就能在巴黎的t台上流行起来。费用太高了。
“我们正在与更关心性能而不是成本的客户合作。但一旦我们完善了合成，规模就会大大增加，成本也会相应下降，”哈斯说然后，我们将看到碳纳米管扩展到更多的应用领域。”
目前，加州大学的实验室一次可以生产约50码的碳纳米管线用于研究。
“大多数大型纺织机械需要数英里的线，”哈斯说我们会到达那里的。”
空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)材料与制造理事会(Materials and Manufacturing Directorate)负责人本吉·丸山(Benji Maruyama)说，在那之前，大规模生产仍然是碳纳米管技术尚未解决的一个更大问题。“在扩大这一进程方面仍有很多工作要做。从硅盘上扯下碳纳米管纤维适合实验室规模的研究，但不适用于制造飞机机翼或飞行服。”Maruyama说。
“唯一阻碍我们前进的是破解大规模制造碳纳米管的密码，”他说。
Maruyama正在尝试用一系列叫做Ares的自主研究机器人进行一系列实验来解决这个问题。机器人设计并进行碳纳米管进行实验，分析结果，然后使用该数据和人工智能重新定义下一个实验的参数。通过这种方式，他可以在与人类研究人员同时进行100倍的时间，同时。
“碳纳米管的最大优势是不缺乏材料。它只需要一种金属催化剂——我们用的是铁和镍——还有碳。它并不稀缺。”丸山说。“所以当我们谈论每年制造数百万吨碳纳米管时，我们并不是在制造数百万吨罕见的东西。”
沙诺夫说，最终目标是将加州大学的学术研究转化为解决实际问题的方案。
“我们在学术界有机会探索不同的应用，”沙诺夫说并非所有人都能看到市场。但即使达到10%，这将是一个巨大的成功。”
碳纤维可以卷绕成坚固的导电线。像蜘蛛丝一样，它有弹性而且结实。CREDIT Joseph Fuqua II/UC创意服务
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