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中科院新疆理化所制備導電玄武巖纖維材料

2017-09-19 15:48:45 作者：本網(wǎng)整理來源：中國科學報分享至：

玄武巖纖維是由玄武巖為原料，通過熔融拉絲工藝制成的纖維材料。玄武巖纖維具有良好的抗腐蝕性、阻燃性，生產(chǎn)過程環(huán)境友好，被廣泛地應用在過濾材料、建筑材料、纖維增強復合材料等領域。但玄武巖礦石屬于絕緣材料，這一屬性限制了相應的纖維材料在導電領域的應用。

近期，中國科學院新疆理化技術研究所研究員馬鵬程帶領的復合材料團隊與德國德累斯頓萊布尼茨高分子研究所教授Edith M?覿der合作，嘗試以玄武巖纖維為基底，利用其本身含有的金屬元素并采用化學氣相沉積技術，實現(xiàn)了不同碳納米材料在玄武巖纖維表面的沉積和生長。研究結果表明，通過控制實驗條件，可高效、可控地在玄武巖表面生長出高溫裂解碳納米顆粒涂層或碳納米管，并實現(xiàn)纖維由絕緣體向導體的轉變。

研究發(fā)現(xiàn)，制備的纖維增強復合材料表現(xiàn)出明顯的正壓阻效應，含纖維束的導電復合材料基本都是接近整個材料完全斷裂時才變?yōu)椴粚щ姡辉诶爝^程中，電阻變化會出現(xiàn)“臺階式”上升的行為，這表明內部纖維斷裂是單根先后斷裂的方式。

該研究工作顛覆了傳統(tǒng)玄武巖纖維是絕緣材料的概念，實現(xiàn)了導電玄武巖纖維的制備。研究成果有望在增加玄武巖纖維的功能價值、拓展其應用領域的同時，提供一種新的技術來實現(xiàn)層級結構纖維材料的制備，并可作為一種潛在的纖維增強復合材料界面強度調節(jié)方法。相關科研成果在第21屆國際復合材料大會（ICCM-21）上報告。

該項目得到國家自然科學基金、國家“千人計劃”、中德科研合作計劃等支持。

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責任編輯：殷鵬飛

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