在聚合物纳米复合材料中使用碳纳米管更容易、更安全

来自 Skoltech、阿尔托大学和库尔纳科夫研究所的研究小组最近开发了一种新的、多功能且简单的方法，使用碳纳米管制造碳纳米管-聚合物纳米复合材料。该方法在《Carbon》中进行了报道，涉及制作煤球——碳纳米管粉末的致密包装。用团块制成的纳米复合材料的性能与用更昂贵的母料制成的纳米复合材料一样好，后者也是聚合物专用的——也就是说，通用性较差。

“我们相信，使用致密碳纳米管团块可以极大地促进碳纳米管复合材料产业的发展。这项技术成本低廉，适用于多种聚合物基质，且不会牺牲最终材料的任何电学和热学性能。”该研究的主要作者、Skoltech 博士生 Hassaan Butt 说道。

在过去的几十年里，碳纳米管因其独特的电学、热学和机械性能组合而受到学术界和工业界研究人员的深入研究。与此同时，基于聚合物的纳米复合材料已成为碳纳米管最大的应用，也是最接近广泛融入日常生活的应用。原因很容易理解：添加到聚合物中的最少量的纳米管赋予材料全新的性能，例如导电性和压阻性，并显着增强其热性能和机械性能。

最近的碳研究开始于尝试解决在主体聚合物中实现足够的碳纳米管分散以获得最佳复合材料性能的挑战。为此，Skoltech 的研究人员及其库尔纳科夫研究所的合作者研究了纳米管超临界溶液 (RESS) 快速膨胀的方法，从而导致纳米管解团聚。然而，它并没有对聚合物纳米复合材料的最终性能产生任何改进。该团队决定从相反的角度探讨这一点的含义。

研究合著者、主要贡献者之一、Skoltech 博士生伊利亚·诺维科夫 (Ilya Novikov) 解释道：“我们意识到，快速膨胀会使纳米管的堆积密度降低十倍，但不会提高复合材料的性能，我们想，为什么不呢？我们做相反的事情并压缩粉末。如果压缩不会损害材料的性能怎么办？”他补充说，这令人兴奋的原因是，更高的密度意味着更大的便利性和更少的制造过程中由于不需要的纳米管雾化而带来的安全隐患。