高性能的新型碳納米管

用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐S電纜廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和機(jī)器制造行業(yè)。以前，用于制造同軸電纜的大都是常規(guī)金屬材料。為了滿足航空航天和汽車工業(yè)對(duì)產(chǎn)品的輕量化要求，同時(shí)保證數(shù)據(jù)傳輸特性，提出了用一種高性能的碳納米管來(lái)代替常規(guī)的商業(yè)電纜金屬材料。該新型碳納米管不但能防止信號(hào)衰減，而且其電導(dǎo)率也比傳統(tǒng)的金屬高大約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，在該新型碳納米管上鍍錫銅，提高了同軸電纜的機(jī)械耐久性。與常規(guī)的金屬材料相比，能夠減輕組件質(zhì)量97%。這些特性使得該碳納米管成為商用電纜最有吸引力的替代品。

介紹了兩種浸涂碳納米管的方法。在氯磺酸溶液中，①間斷的涂抹，直到達(dá)到厚度要求，然后通風(fēng)干燥；②持續(xù)涂抹到指定厚度，然后烘干。浸涂碳納米層厚度等級(jí)有3個(gè)：13±2μm、43±4μm和90±14μm?？梢酝ㄟ^(guò)改變?nèi)芤簼舛日{(diào)節(jié)浸涂速度。

經(jīng)過(guò)拉曼光譜儀測(cè)定，該高性能納米管的折射率為0.34± 0.14。通過(guò)分析碳納米束的強(qiáng)度光譜，發(fā)現(xiàn)碳納米強(qiáng)度光譜排列符合高斯分布。試驗(yàn)測(cè)試了長(zhǎng)度為14.2cm浸涂碳納米管的抗疲勞性，結(jié)果表明了碳納米管具有良好的抗疲勞性。還進(jìn)行了浸涂碳納米管電導(dǎo)率的測(cè)量，表明浸涂碳納米管有很高的電導(dǎo)率。經(jīng)過(guò)測(cè)量，長(zhǎng)度為1m的碳納米管具有1.5dB信號(hào)衰減，質(zhì)量約為7g；而長(zhǎng)度為1m商業(yè)金屬電纜具有1dB的信號(hào)衰減，質(zhì)量約為13g。雖然碳納米管信號(hào)衰減程度較大，但是能顯著減輕質(zhì)量。

上述研究結(jié)果表明，碳納米管在金屬電纜替代應(yīng)用中，最重要是新產(chǎn)品能否滿足性能要求。通過(guò)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)與開發(fā)，碳納米管在航空航天和汽車工業(yè)方面將會(huì)有很大的應(yīng)用空間。

網(wǎng)址：http://www.acsami.org

作者：Francesca Mirri et al

編譯：楊欣