由碳纳米管制成的纤维的想法是整齐的，但莱斯大学的科学家们正在让它们变得整齐。

莱斯大学新纤维中的单壁碳纳米管通过化学家Angel Martí和他的同事设计的过程排列得像一把生意大利面。

根据Martí的实验室本月在杂志上发表的研究结果，这是一个棘手的问题ACS Nano这种方法是将密集排列的纳米管分开，然后将它们拉在一起形成纤维。

如果任由碳纳米管自行形成一团一团的碳纳米管，就完全不可能变成从纳米级电子设备到宏观电网等项目所需的那种强而导电的纤维。

莱斯大学的化学家和化学工程师Matteo Pasquali是这篇新论文的合著者，他在早期的研究中使用了一种酸溶解过程来保持纳米管分离，直到它们可以被纺成纤维。现在Martí， Pasquali和他们的同事正在用同样的机械过程生产“整齐”的纤维，但他们从一种不同的原料开始。

Martí网站称:“马特奥的研究小组使用氯磺酸对纳米管表面进行质子化处理。”“这将给它们一个带正电的表面，这样它们就会在溶液中相互排斥。我们使用的技术恰恰相反。”

去年，Martí和主要作者研究生蒋成敏(Chengmin Jiang)和莱斯大学校友Avishek Saha披露了一个过程，他们首先向碳纳米管注入金属钾，将其转化为一种被称为聚电解质的盐。然后，他们使用笼状冠醚捕获钾离子，否则会抑制纳米管相互排斥的能力。

Martí说，将足够多的纳米管放入这样的溶液中，它们就会陷入驱蚊力和无法在拥挤的环境中移动之间。它们被迫排列在一起——这是液晶的一个决定性属性——这使得它们更易于管理。

当这些管子通过针尖挤压时，它们最终被挤在一起成为纤维。在这一点上，强大的范德华力接管并将纳米管紧密结合在一起，Martí说。

但为了制造宏观材料，Martí团队需要在溶液中加入比之前实验更多的纳米管。Martí说:“当你开始增加浓度时，液晶相中的纳米管数量会比各向同性(无序)相中的纳米管数量更丰富，这正是我们所需要的。”

研究人员发现，每毫升40毫克的纳米管在高速混合并过滤掉剩余的大块后，会形成一种厚凝胶。“它就像一台带有旋转滚筒的离心机，”Martí在谈到混合齿轮时表示。“它在解决方案中产生了非常规的力量。”

将这种致密的纳米管凝胶通过狭窄的针状开口，在帕斯夸里实验室的设备上产生了连续的纤维。整齐纤维的强度和刚度也接近于以前用帕斯夸里的酸基工艺生产的纤维。Martí网站称:“我们没有对他的系统做任何修改，它运行得非常好。”

这种头发宽的纤维可以编织成更粗的电缆，研究小组正在研究通过在纳米管中掺杂碘化物来改善其电学性能的方法。Martí网站称:“这项研究与马泰奥的研究基本类似。”“我们使用了他的工具，但用不同的制备方法进行了旋转，所以现在我们是第一个用纯碳纳米管电解质制成整齐的纤维的人。这太酷了。”

帕斯夸里说，由于该装置是密封的，所以旋转系统几乎不需要调整。“纳米管电解质溶液可以免受氧和水的影响，这将导致纳米管的沉淀，”他说。

“事实证明，这并不是一个引人注目的问题，因为我们希望纳米管在通过针离开密封系统后立即沉淀并相互粘附。一旦我们搞清楚了基础科学，这个过程就不难控制、适应和扩大。”

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