薩里高級(jí)技術(shù)研究所（ATI），布里斯托爾大學(xué)創(chuàng)新與科學(xué)高級(jí)復(fù)合中心（ACCIS）和龐巴迪公司的研究人員合作開發(fā)了一種碳納米管，以取代傳統(tǒng)的聚合物施膠。他們通過(guò)利用金屬中間層，在碳纖維上化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)碳納米管。這種新材料生產(chǎn)的增強(qiáng)聚合物具有更強(qiáng)的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，開辟了新型功能化的可能性。

    碳纖維為運(yùn)動(dòng)用品如自行車和網(wǎng)球拍增加了輕量級(jí)的強(qiáng)度，我們都見證了它的使用量的增長(zhǎng)。現(xiàn)在，碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）的應(yīng)用在航空航天工業(yè)中不再那么受歡迎。

    我們中許多人可能沒有理解CFRP這種被稱為“聚合物施膠”的東西。這是涂覆在碳纖維表面上的涂層，以使它們更容易處理并改善纖維和它們被嵌入的聚合物基質(zhì)之間的粘附性。

    現(xiàn)在，薩里大學(xué)高級(jí)技術(shù)研究所（ATI），布里斯托爾大學(xué)創(chuàng)新與科學(xué)高級(jí)復(fù)合中心（ACCIS）和航天航空公司龐巴迪公司的研究人員合作開發(fā)了一種碳納米管，以取代聚合物施膠。用這種新材料生產(chǎn)的增強(qiáng)聚合物具有更強(qiáng)的電和熱導(dǎo)率，開辟了新型功能化的可能性。英國(guó)的研究人員可以將傳感器和能量采集器等小工具直接嵌入材料中。

    在 Scientific Reports雜志中描述的研究中，研究人員能夠用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝，在碳纖維上生長(zhǎng)碳納米管（CNT）。

    ATI主任，同時(shí)也是薩里大學(xué)納米電子中心（NEC）主任Ravi Silva教授告訴IEEE Spectrum：我們通過(guò)利用金屬中間層，在碳纖維上化學(xué)氣相沉積生長(zhǎng)碳納米管解決了目前的挑戰(zhàn)，這項(xiàng)工作已經(jīng)在我們小組的先前的工作中示出，目的是最小化對(duì)下面層基板的降解……低溫光熱CVD （PT-CVD）生長(zhǎng)工藝非常適合在溫度敏感基板上進(jìn)行大面積，高質(zhì)量的碳納米管生長(zhǎng)。這意味著基底在CNT的生長(zhǎng)中不被降解。

    雖然這項(xiàng)工作不代表碳納米管第一次被納入聚合物復(fù)合材料，但這項(xiàng)工作確實(shí)據(jù)說(shuō)是第一次取代了聚合物施膠。

    Silva指出，即使沒有聚合物施膠層，納米管也改善了碳纖維織物的機(jī)械完整性。值得注意的是，他說(shuō)，沒有固有尺寸的碳纖維難以操作，使得將它們并入復(fù)合材料的過(guò)程非常困難。Silva還指出，納米管在碳纖維聚合物中的并入不會(huì)導(dǎo)致高空隙率，因此保持了片材的機(jī)械完整性。此外，碳納米管改性的纖維復(fù)合材料可以具有電子小配件嵌入到其結(jié)構(gòu)或具有自我修復(fù)能力。

    在這項(xiàng)研究中，對(duì)共同保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合作者說(shuō)，他們面臨的下一個(gè)挑戰(zhàn)是使用滾動(dòng)式系統(tǒng)擴(kuò)大生產(chǎn)技術(shù)。

    Silva補(bǔ)充說(shuō)：“我們考慮到CNT復(fù)合材料應(yīng)用的增長(zhǎng)優(yōu)化，技術(shù)規(guī)模的擴(kuò)大和各種應(yīng)用的優(yōu)化，我們正在尋求在許多不同領(lǐng)域中推進(jìn)該技術(shù)，并樂(lè)意與合作伙伴在商定的研究領(lǐng)域開展合作。