Opracowanie metod składania nanomateriałów w makroskopowe materiały rusztowaniowe ma kluczowe znaczenie dla obecnego rozwoju nanotechnologii. Jednak mimo że włókna nanorurek węglowych mają lepsze parametry,
Jednakże złożoność metod preparatywnych znacznie utrudnia powszechne stosowanie nowych materiałów.
Niedawno Hyeon Su Jeong i Seung Min Kim z Koreańskiej Akademii Nauki i Technologii, a także Chong Rae Park z Seoul National University, współpracowali, aby zademonstrować wykonalność wydajnej i ciągłej metody przędzenia włókien do produkcji wysokowydajnych włókien z nanorurek węglowych (CNT) (CNTF). Wyniki badań zostały opublikowane w uznanym na całym świecie kompleksowym czasopiśmie naukowym Nature Communications pod tytułem „Direct spinning and identification method for high performance carbon nanotube fibres”.
W tej pracy naukowcy zaproponowali zoptymalizowaną metodę przędzenia, która łączy zalety mokrego przędzenia i metod bezpośredniego przędzenia, aby szybko i nieprzerwanie wytwarzać wysoce wyrównane i zagęszczone CNTF. Gdy bezpośrednio przędzony CNTF jest zanurzany w kwasie chlorosulfonowym (CSA), CSA przenika i protonuje CNT, powodując rozszerzenie CNTF. W tym stanie odpowiednie rozciąganie CNTF może przegrupować i owinąć CNT, aby poprawić jego wyrównanie osiowe. Następnie, gdy CNTF jest zanurzany w kąpieli koagulacyjnej, CSA jest wytłaczany z dobrze ułożonych CNTF poprzez separację faz napędzaną przez słabą rozpuszczalność, aby utworzyć wysoko wypełniony CNTF o dobrze ułożonej strukturze. Od syntezy nanorurek węglowych do przygotowywania wysoce gęstych i starannie ułożonych CNTF, czas przetwarzania wynosi mniej niż 1 minutę. Poprzez optymalizację warunków bezpośredniego przędzenia, naukowcy z powodzeniem przygotowali wysoce zorientowane i gęste nanorurki węglowe. Nowo przygotowane nanorurki węglowe mają wytrzymałość na rozciąganie 4,44 N/tex i przewodność właściwą 2270S □ m2/kg.
Niniejsza praca jasno pokazuje, że optymalizacja procesu zagęszczania przy odpowiednim stopniu protonacji (DOP) i poprawa warunków przędzenia początkowych CNTF są kluczowe dla osiągnięcia wysokiej wydajności zagęszczania i poprawy wydajności nanorurek węglowych. CNTF przygotowane tą metodą mają zalety, takie jak lekkość, wytrzymałość na rozciąganie, wysoka twardość, dobra przewodność i wysoka elastyczność, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań o wysokiej wartości dodanej.
Cowint jest największą fabryką filmów DTF w Chinach