三明利用碳納米管開發優異性能的碳纖維復合材料
碳納米管是一種新型材料，強度是鋼的100倍，重量只有鋼的四分之一，導電性能和銅一樣高。如果纖維可以用碳納米管制造，理論上這些纖維可以超越當前碳纖維的性能，使基于碳納米管的纖維成為航空航天、軍事和未來移動行業的新材料。然而，在纖維中保持碳納米管的優異性能是非常具有挑戰性的，由于碳納米管的高成本，很難實現這種纖維的商業化。
韓國科技院（KIST，全北先進復合材料研究所Bon-CheolKu博士領導的SeokJinYoon院長研究小組和蔚山國家科技院（UNIST，HanGiChae教授領導的研究小組合作，YongHoonLee院長，開發了碳納米管基碳纖維復合材料高抗拉強度、高韌性的低成本制造技術。
高強/高彈性復合纖維與高聚物和碳納米管組成的高強/高彈性復合纖維的比較
一般而言，碳纖維是由聚丙烯腈制成的。（PAN）高強度纖維或從熱解燃料油中提取的高韌性纖維。研究小組開發了一種利用碳納米管和聚酰亞胺的技術。（PI），在保證高強度的同時，大大改善了模量。該研究小組最初通過使用持續濕法紡絲技術建立碳納米管和聚酰亞胺復合纖維，然后采用高溫熱處理，成功制造了高韌性(528GPa)和高韌性(6.2GPa）纖維。該報告的模量是市售纖維的1.6倍(約320GPa)。
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此外，微觀結構分析證實，碳納米管/聚酰亞胺化合物通過減少纖維中的間隙，提高了生產材料的物理性能，改善了碳納米管的取向。研究小組可以生產這些韌性和模量極高的纖維，同時用低成本的聚酰亞胺代替高達50%的碳納米管，從而降低整體成本。
KIST的研究人員說:“這項研究非常有意義，它可以大大降低碳納米管基碳纖維的制造成本，因為它使用低成本的聚合物。”他補充道:“這些新型碳纖維過去因為成本高而難以商業化，預計將用于航空航天、軍事和未來的移動行業。”這項研究是通過KIST的K-Lab和開放研究計劃以及貿易、工業和能源部的材料部件研發項目進行的。
