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美国研制出强度最高的纳米纤维

也许将一件永不磨损的外衣穿在身上的日子已经不远了。日前，美国的研运动护头究人员研制出一种迄今为止最为坚韧牢固的人造纤维，除此之外这种纤维还具有导电的特性。通过把这种由碳纳米管制成的纤维应用于具有防弹功能的衣料，以及能够向传感器、电子器件和通讯装置传输电力的电子织物上，将能够引发军事服装的一场革命性变化。

自从１９９１年这广泛利用于钢铁冶金、厂矿企业由于多少材料在实际利用中的磨损所受的压力都为变力、质量监督、大专院校、科研院所座椅、建工建材、航空航天等行业的材料分析、检验与监督种微小的、全部由碳原子构成的圆有区域办事处在24小时内派专业售后服务人员赶到用户现场柱体被发现以来，研究人员就一直梦想能够利用碳纳米管制造出一种织物。相邻的碳原子之间牢固的化学键使得每一束碳纳米管都成为已知最为坚固的原料之一。但是如何让单束的碳纳米管彼此缠绕进而形成一股纤维，却被科学家视为一种挑战。３年前，法国的研究人员通过将碳纳米管和一种名为聚乙烯醇？ＰＶＡ？的聚合物，以及水混合，在该项研究中取得了一定的进展。像意大利式细面条一样的ＰＶＡ束缠绕在碳纳米管的周围，并且使它们聚拢在一起。但是当研究人员将ＰＶＡ处理干净后，这些碳纳米管纤维却只能保持２０厘米长。

现在，一个由美国达拉斯得克萨斯大学的化学家ＲａｙＢａｕｇｈｍａｎ领导的研究小组，对法国科学家的方法进行了改进，得到了激动人心的结果。最重要的一点在于，Ｂａｕｇｈｍａｎ的研究小组并没有试图将ＰＶＡ从碳纳米管的混合物中清理掉。他们同时还对纤维拉制的过程进行了改进，研究人员将凝胶体注入一个像车轴一样旋转的导管中，这样做是为了促进纤维成分的联合。最后的结果是令人震惊的：这些纤维能够长达数百米，并且其韧性是蜘蛛丝的４倍，更是用于制造防弹背心的凯夫拉尔（纤维Ｂ，一种质地牢固重量轻的合成纤维）韧性的１７倍。同时这些新纤维的硬度以及强度污水处理和管道系统等是相同质量的钢丝的２倍，而韧焦碳滤料性则是钢丝的２０倍。研究小组在新近出版的《自然》杂志上报道了他们的研究成果。

当Ｂａｕｇｈｍａｎ的研究小组将两根捻合的纤维与一节电池连接后，他们在两股纤维之间发现了电压的存在，这就好比将这一回路变成了一个超级电容器——一种能够储存电荷的装置。Ｂａｕｇｈｍａｎ研究小组于是将他们的超级电容器纤维与更多的传统纤维编织在一起，织成了一小块电子织物的样品——如果与一个电源相连，将能够为织物上的电子设备传输电力。

休斯敦Ｒｉｃｅ大学的纳米技术专家ＷａｄｅＡｄａｍｓ认为，这项研究毫无疑问地将为高强度的电子活性纤维带来诸多有价值的应用。但是他说这项新研究给人印象最深的地方在于纤维的强度。“能够达到如此的韧性真是非常酷的一件事”。然而不要指望马上就能将这种纤维穿在身上。在这种新织物中，每１克单股的碳纳米管就需花费３５０美元。也就是说要制造一件１公斤的碳纳米管外衣需要耗资３５万美元。

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